1.9.4.1.4. Настильность траектории полета пули или удобство выцеливания
1.9.4.1.4. Настильность траектории полета пули или удобство выцеливания
При выборе пули, помимо возможности надежного поражения цели, необходимо учитывать и вероятность попадания в определенную цель на различных дистанциях. В табл. 18
указаны превышения траекторий над линией прицеливания. Если высота траектории не превышает высоты цели, то пуля попадет в цель на всех более близких расстояниях. Понятно, что в охотничьей практике точно определить расстояние до животного очень трудно, поэтому превышение траектории над линией прицеливания имеет большое значение. При стрельбе на 100 м из винтовки под патрон 5,6?16 (кольцевого воспламенения) с соответствующей установкой прицела максимальное возвышение траектории над линией прицеливания достигнет 13–14 см.
Если была допущена ошибка в определении расстояния в 25 % в ту или иную сторону, то при фактическом расстоянии до цели в 75 м пуля у цели будет идти выше точки прицеливания на 12 см, при фактическом расстоянии 125 м — ниже точки прицеливания на 18 см. При стрельбе указанным патроном на дистанции 100 м рассеивание достигает поперечника 7,2 см. Если, как указано выше, расстояние оказалось не 100 м, а 75 м, то пули могут идти в пределах от 9 до 15 см над точкой прицеливания (12 см±0,5 поперечника рассеивания), а если 125 м, то в пределах от 12,5 до 23,5 см ниже ее.
Так как стрельба из этой винтовки ведется по некрупным зверям и птицам, то вероятность смертельного поражения на таких дистанциях будет невелика, а вероятность ранения животного из-за попадания по неубойному месту будет большой. Поэтому винтовки под патрон 5,6?16 обеспечивают надежное попадание в цели только на дистанциях до 50 м.
Для стрельбы по крупным зверям предназначен охотничий патрон 9?53.
Размеры цели определяются величиной тех участков тела животного, попадание по которым будет убойным. При стрельбе по лосю и прицеливании по лопатке вполне надежным будет поражение, если пуля не выйдет из круга диаметром 20 см (не отклонится вверх и вниз от точки прицеливания более чем на 10 см). В этом случае будут поражены жизненно важные центры. По кучности боя патрон 9?53 обеспечит это условие на дистанции 300 м и даже несколько более. На том же расстоянии превышение траектории составляет уже 45 см, т. е. ошибка в определении расстояния может увести пулю из принятого нами круга. На дистанции 400 мпревышение траектории над линией прицеливания окажется уже большим 0,7 м, а поперечник рассеивания будет близок к 25 см. Иными словами, неточности в определении расстояния и рассеивание могут легко увести пулю не только за пределы убойного места, но и за пределы самой цели. Вероятность несмертельных ранений и промахов становится большой.
Охотничий патрон 5,6?39 дает в этом отношении лучшие показатели, однако он и предназначен для стрельбы по зверям средней, а не крупной величины. Рассматривая помешенные в табл. 18
данные для этого патрона, нетрудно определить, исходя из них и размеров целей, что, например, при стрельбе по лисице вряд ли возможно надежное попадание за пределами 200-метровой дистанции. При стрельбе по косуле, имеющей большие размеры, эта дистанция может увеличиться до 300 м, но не более. Из изложенного становится понятно, что при возможности следует выбирать такой патрон, у которого превышение траектории полета пули над линией прицеливания минимально.
Форма траектории и её практическое значение
42. Форма траектории зависит от величины угла возвышения. С увеличением угла возвышения высота траектории и полная горизонтальная дальность полета пули (гранаты) увеличиваются, но это происходит до известного предела. За этим пределом высота траектории продолжает увеличиваться, а полная горизонтальная дальность начинает уменьшаться (рис. 15).
Угол возвышения, при котором полная горизонтальная дальность полета пули (гранаты) становится наибольшей, называется углом наибольшей дальности
. Величина угла наибольшей дальности для пуль различных видов оружия составляет около 35°.
Траектории, получаемые при углах возвышения, меньших угла наибольшей дальности, называются настильными
. Траектории, получаемые при углах возвышения, больших угла наибольшей дальности, называются
навесными
.
Рис. 15. Угол наибольшей дальности, настильные навесные и сопряжонные траектории
При стрельбе из одного и того же оружия (при одинаковых начальных скоростях) можно получить две траектории с одинаковой горизонтальной дальностью: настильную и навесную. Траектории, имеющие одинаковую горизонтальную дальность при разных углах возвышения, называются сопряженными
.
43. При стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов используются только настильные траектории. Чем на-стильнее траектория, тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела (тем меньшее влияние на результаты стрельбы оказывают ошибки в определении установки прицела); в этом заключается практическое значение настильной траектории.
Настильность траектории характеризуется наибольшим ее превышением над линией прицеливания. При данной дальности траектория тем более настильна, чем меньше она поднимается над линией прицеливания. Кроме того, о настильности траектории можно судить по величине угла падения: траектория тем более настильна, чем меньше угол падения.
Пример. Сравнить настильность траектории при стрельбе из станкового пулемета Горюнова и ручного пулемета Калашникова с прицелом 5 на расстояние 500 м.
Решение. Из таблицы превышения средних траекторий над линией прицеливания и основной таблицы находим, что при стрельбе из станкового пулемета на 500 м прицелом 5 наибольшее превышение траектории над линией прицеливания равно 66 сми угол падения 6,1 тысячной; при стрельбе из ручного пулемета — соответственно 121 см и 12 тысячных. Следовательно, траектория пули при стрельбе из станкового пулемета более настильна, чем траектория пули при стрельбе из ручного пулемета.
Настильность траектории влияет на величину дальности прямого выстрела, поражаемого, прикрытого и мертвого пространства.
44. Выстрел, при котором траектория не поднимается над линией прицеливания выше цели на всем своем протяжении, называется прямым выстрелом
(рис. 16).
Рис. 16. Прямой выстрел
В пределах дальности прямого выстрела в напряженные моменты боя стрельба может вестись без перестановки прицела, при этом точка прицеливания по высоте, как правило, выбирается на нижнем краю цели.
Дальность прямого выстрела зависит от высоты цели и настильности траектории. Чем выше цель и чем настильнее траектория, тем больше дальность прямого выстрела и тем на большем протяжении местности цель может быть поражена с одной установкой прицела.
Дальность прямого выстрела можно определить по таблицам путем сравнения высоты цели с величинами наибольшего превышения траектории над линией прицеливания или с высотой траектории.
Пример. Определить дальность прямого выстрела при стрельбе из станкового пулемета Горюнова по пулемету противника (высота цели 0,55 м).
Решение. По таблице превышения средних траекторий над линией прицеливания путем сравнения высоты цели с наибольшими превышениями траекторий находим: при стрельбе на 500 м с прицелом 5 наибольшее превышение траектории (0,66 м) больше высоты цели, а на 400 м с прицелом 4 он (0,36 м) меньше высоты цели. Следовательно, дальность прямого выстрела будет больше 400 ми меньше 500 м.
Для определения, насколько дальность прямого выстрела больше 400 м, составим пропорцию: 100 м (500—400) увеличивают превышение на 0,30 м(0,66 — 0,36); цель выше наибольшего превышения на 400 м на 0,19 м (0,55—0,36), Отсюда превышению цели, равному 0,19 м, соответствует увеличение дальности прямого выстрела на
Дальность прямого выстрела будет равна 463 м (400+63), а установка прицела, ей соответствующая, — 4,5.
При решении примеров, изложенных в настоящем Наставлении использовались данные, взятые из таблиц соответствующих наставлений по стрелковому делу последних годов издания. Они соответствуют данным Таблиц стрельбы по наземным целям из стрелкового оружия калибра 7,62 мм № 61, изд. 1962 г.
45. При стрельбе по целям, находящимся на расстоянии, большем дальности прямого выстрела, траектория вблизи ее вершины поднимается выше цели, и цель на каком-то участке не будет поражаться при той же установке прицела.
Однако около цели будет такое пространство (расстояние), на котором траектория не поднимается выше цели и цель будет поражаться ею.
Расстояние на местности, на протяжении которого нисходящая ветвь траектории не превышает высоты цели, называется поражаемым пространством (глубиной поражаемого пространства)
. Глубина поражаемого пространства (рис. 17) зависит от высоты цели (она будет тем больше, чем выше цель) от настильности траектории (она будет тем больше, чем настильнее траектория) и от угла наклона местности (на переднем скате она уменьшается, на обратном скате — увеличивается).
Глубину поражаемого пространства (Ппр) можно определить по таблицам превышения траекторий над линией прицеливания
путем сравнения превышения нисходящей ветви траектории на соответствующую дальность стрельбы с высотой цели, а в том случае, если высота цели меньше 1/з высоты траектории, — по формуле тысячной:
где Ппр
— глубина поражаемого пространства в метрах;
Вц
— высота цели в метрах;
0с
— угол падения в тысячных.
Рис. 17. Зависимость глубины поражаемого пространства от высоты цели и частичности траектории (угла падения)
Пример. Определить глубину поражаемого пространства при стрельбе из станкового пулемета Горюнова по пехоте противника (высота цели В=1,5 м) на расстояние 1000 м.
Решение. По таблице превышений средних траекторий над лннией прицеливания находим: на 1000 мпревышение траектории равно 0, а на 900 м — 2,5 м (больше высоты цели). Следовательно, глубипа поражаемого пространства меньше 100 м. Для определения глу бины поражаемого пространства составим пропорцию: 100 м соответствует превышение траектории 2,5 м; Х м соответствует превышение траектории 1,5 м:
Так как высота цели меньше 1/3 высоты траектории, то глубину поражаемого пространства можно определить и по формуле тысячной. Из таблиц находим угол падения 0с=29 тысячным.
В том случае, когда цель расположена на скате или имеется угол места цели, глубину поражаемого пространства определять вышеуказанными способами, при этом полученный результат необходимо умножить на отношение угла падения к углу встречи.
Величина угла встречи зависит от направления ската: на встречном скате угол встречи равен сумме углов падения и ската, на обратном скате — разности этих углов. При этом величина угла встречи зависит также от угла
Рис. 18. Прикрытое, мёртвое и поражаемое пространство
места цели: при отрицательном угле места цели угол встречи увеличивается на величину угла места цели, при положительном угле места цели — уменьшается на его величину.
Примечание. При падении на землю или при попадании в преграду под небольшим углом встречи пуля (граната) дает рикошет, т. е. отражается от поверхности земли или преграды и продолжает полет по новой траектории. Рикошетирующая пуля сохраняет доста точную убойность (пробивную способность) а может наносить поражение.
Пример. Определить глубину поражаемого пространства по условиям предыдущего примера, если цель передвигается по встречному скату крутизной 3° (50 тысячных).
Решение. Находим угол встречи. Он равен 79 тысячным (29+50); глубина поражаемого пространства на скате (Ппм) будет равна
Поражаемое пространство в некоторой степени компенсирует ошибки, допускаемые при выборе прицела, и позволяет округлять измеренное расстояние до цели в большую сторону.
Для увеличения глубины поражаемого пространства на наклонной местности огневую позицию нужно выбирать так, чтобы местность в расположении противника по возможности совпадала с продолжением линии прицеливания.
46. Пространство за укрытием, не пробиваемым пулей, от его гребня до точки встречи называется прикрытым пространством
(рис. 18). Прикрытое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия и чем настильнее траектория.
Часть прикрытого пространства, на котором цель не может быть поражена при данной траектории, называется мертвым (непоражаемым) пространством
. Мертвое пространство будет тем больше, чем больше высота укрытия, меньше высота цели и настильнее траектория. Другую часть прикрытого пространства, на которой цель может быть поражена, составляет поражаемое пространство.
Глубину прикрытого пространства (Пп) можно определить по таблицам превышения траекторий над линией прицеливания. Путем подбора отыскивается превышение, соответствующее высоте укрытия и дальности до него. После нахождения превышения определяется соответствующая ему установка прицела и дальность стрельбы. Разность между определенной дальностью стрельбы и дальностью до укрытия представляет собой величину глубины прикрытого пространства.
Глубина мертвого пространства (Мпр) равна разности прикрытого и поражаемого пространства.
Пример. Определить глубину прикрытого, поражаемого и мертвого пространства при стрельбе из ручного пулемета Калашникова по бегущей пехоте противника (высота цели 1,5 м) за укрытием высотой 3 мРасстояние до укрытия 300 м.
Решение.
1. По таблице превышения средних траекторий над линией прицеливания путем подбора находим, что на расстоянии 300 м превышению 3 м соответствует траектория с прицелом 7 (дальность стрельбы 700 м).
2. Определяем глубину прикрытого пространства:
Пп = 700-300 = 400 м.
3. Определяем по таблице превышения средних траекторий глубину поражаемого пространства при стрельбе с прицелом 7; она равна 75 м.
4. Определяем глубину мертвого пространства:
Мпр-Пп—Ппр=400—75=325 м.
Если высота укрытия не превышает Уз высоты траектории, то глубину прикрытого и мертвого пространства можно определить по формулам:
где Пп — прикрытое пространство в метрах;
Мпр — мертвое пространство в метрах;
By — высота укрытия в метрах;
Вц — высота цели в метрах;
ц— угол встречив тысячных.
Из пулеметов на станках глубина прикрытого пространства может быть определена по углам прицеливания
. Для этого необходимо установить прицел, соответствующий расстоянию до укрытия, и навести пулемет в гребень укрытия. После этого, не сбивая наводки пулемета, отметиться прицелом под основание укрытия. Разница между этими прицелами, выраженная в метрах, и есть глубина прикрытого пространства. При этом предполагается, что местность за укрытием является продолжением линии прицеливания, направленной под основание укрытия.
Знание величины прикрытого и мертвого пространства позволяет правильно использовать укрытия для защиты от огня противника, а также принимать меры для уменьшения мертвых пространств путем правильного выбора огневых позиций и обстрела целей из оружия с более навесной траекторией.
Траектории управляемых снарядов.
В случае управляемых снарядов и без того сложная задача описания траектории усложняется тем, что к уравнениям движения твердого тела добавляется система уравнений, называемых уравнениями наведения, связывающая отклонения снаряда от заданной траектории с корректирующими воздействиями. Суть управления полетом снаряда такова. Если тем или иным путем с использованием уравнений движения определяется отклонение от заданной траектории, то на основе уравнений наведения для этого отклонения рассчитывается корректирующее действие, например, поворот воздушного или газового руля, изменение тяги. Это корректирующее действие, изменяющее те или иные члены уравнений движения, приводит к изменению траектории и уменьшению ее отклонения от заданной. Такой процесс повторяется, пока отклонение не уменьшится до приемлемого уровня.
ВНЕШНЯЯ БАЛЛИСТИКА
Внешняя баллистика занимается движением снарядов в пространстве между пусковой установкой и целью. Когда снаряд приведен в движение, его центр масс прочерчивает в пространстве кривую, называемую траекторией. Основная задача внешней баллистики состоит в том, чтобы описать эту траекторию, определив положение центра масс и пространственное положение снаряда в функции времени полета (времени после запуска). Для этого нужно решить систему уравнений, в которых учитывались бы силы и моменты сил, действующие на снаряд.
Газовая пушка.
Газовая пушка состоит из трех основных частей, показанных на рис. 3: секции сжатия, ограничительной секции и пускового ствола. Обычный пороховой заряд поджигается в каморе, что заставляет поршень двигаться по стволу секции сжатия и сжимать газообразный гелий, заполняющий канал ствола. Когда давление гелия нарастает до определенного уровня, разрывается диафрагма. Резкий прорыв газа под высоким давлением выталкивает снаряд из пускового ствола, а ограничительная секция останавливает поршень. Скорости снаряда, выпущенного газовой пушкой, могут достигать 5 км/с, тогда как для обычного орудия это максимум 2000 м/с. Более высокая эффективность газовой пушки объясняется малой молекулярной массой рабочего вещества (гелия) и соответственно высокой скоростью звука в гелии, воздействующем на донную часть снаряда.
Реактивные системы.
Ствольные системы разгона снаряда перестают удовлетворять все возрастающим требованиям военных в отношении дальнобойности, скорострельности, точности стрельбы и универсальности. Усилиями науки и техники ракетные и воздушно-реактивные двигатели достигли такого совершенства, что современные виды баллистического оружия строятся почти исключительно на реактивной тяге. Широко распространены ракетные двигатели на жидком (ЖРД) и на твердом (РДТТ) топливе. См. также РАКЕТА.; РАКЕТНОЕ ОРУЖИЕ.
Реактивные пусковые установки выполняют в основном те же функции, что и артиллерийские орудия. Такая установка играет роль неподвижной опоры и обычно задает начальное направление полета реактивного снаряда. При пуске управляемой ракеты, имеющей, как правило, бортовую систему наведения, точная наводка, необходимая при стрельбе из орудия, не требуется. В случае же неуправляемых ракет направляющие пусковой установки должны вывести ракету на траекторию, ведущую к цели.
Траектории материальной точки.
Другой частный случай – движение материальной точки; здесь снаряд рассматривается как материальная точка, и учитываются его лобовое сопротивление (сила сопротивления воздуха, действующая в обратном направлении по касательной к траектории и замедляющая движение снаряда), сила тяжести, скорость вращения Земли и кривизна земной поверхности. (Вращение Земли и кривизну земной поверхности можно не учитывать, если время полета по траектории не очень велико.) Следует сказать несколько слов о лобовом сопротивлении. Сила лобового сопротивления D, оказываемого движению снаряда, дается выражением
D = rSv2CD (M),
где r – плотность воздуха, S – площадь поперечного сечения снаряда, v – скорость движения, а CD (M) – безразмерная функция числа Маха (равного отношению скорости снаряда к скорости звука в среде, в которой движется снаряд), называемая коэффициентом лобового сопротивления. Вообще говоря, коэффициент лобового сопротивления снаряда можно определить экспериментально в аэродинамической трубе или на испытательном полигоне, оснащенном точным измерительным оборудованием. Задача облегчается тем, что для снарядов разного диаметра коэффициент лобового сопротивления одинаков, если они имеют одинаковую форму.
Теория движения материальной точки (хотя в ней не учитываются многие силы, действующие на реальный снаряд) с очень хорошим приближением описывает траекторию ракет после прекращения работы двигателя (на пассивном участке траектории), как и траекторию обычных артиллерийских снарядов. Поэтому она широко применяется для вычисления данных, используемых в системах прицеливания оружия такого рода.
Применение.
Применение баллистики в боевых действиях предусматривает расположение системы оружия в таком месте, которое позволяло бы быстро и эффективно поразить намеченную цель с минимальным риском для обслуживающего персонала. Доставка ракеты или снаряда к цели обычно разделяется на два этапа. На первом, тактическом, этапе выбирается боевая позиция ствольного оружия и ракет наземного базирования либо положение носителя ракет воздушного базирования. Цель должна находиться в пределах радиуса доставки боезаряда. На этапе стрельбы производится прицеливание и осуществляется стрельба. Для этого необходимо определить точные координаты цели относительно оружия – азимут, возвышение и дальность, а в случае движущейся цели – и ее будущие координаты с учетом времени полета снаряда.
Перед стрельбой должны вноситься поправки на изменения начальной скорости, связанные с износом канала ствола, температурой пороха, отклонениями массы снаряда и баллистических коэффициентов, а также поправки на постоянно меняющиеся погодные условия и связанные с ними изменения плотности атмосферы, скорости и направления ветра. Кроме того, должны быть внесены поправки на деривацию снаряда и (при большой дальности) на вращение Земли.
С увеличением сложности и расширением круга задач современной баллистики появились новые технические средства, без которых возможности решения нынешних и будущих баллистических задач были бы сильно ограничены.
Расчеты околоземных и межпланетных орбит и траекторий, учитывающие одновременное движение Земли, планеты-цели и космического аппарата, как и влияние различных небесных тел, были бы крайне трудны без компьютеров. Скорости сближения гиперскоростных целей и снарядов столь велики, что совершенно исключается решение задач стрельбы на основе обычных таблиц и ручное задание параметров стрельбы. В настоящее время данные для стрельбы из большинства систем оружия хранятся в электронных банках данных и оперативно обрабатываются компьютерами. Выходные команды компьютера автоматически приводят оружие в положение с азимутом и возвышением, необходимыми для доставки боезаряда к цели.
