Metoder för att stabilisera flygningen av en projektil

För att säkerställa korrekt flygning av projektilen i luften - med huvuddelen mot det mötande luftflödet, måste den stabiliseras.

Under stabilisering projektilflygning förstås som att den hindrar projektilen från att välta och ger den en sådan position att den ”följer” banan.

Under projektilens rörelse (fig. 3) påverkas den allvar Och aerodynamisk kraft. Allvar riktad mot jordens yta och ger en acceleration till projektilen riktad vertikalt nedåt. Eftersom projektilen är en kropp med komplex geometrisk form, är dess appliceringspunkt projektilens masscentrum. Masscentrums position beror på projektilens form och fördelningen av massor inuti den.

Aerodynamisk kraft relativt projektilhastighetsvektorn är traditionellt uppdelad i två komponenter - medelhög motståndskraft, riktad exakt mot hastighetsvektorn och lyftkraft (eller tryckkraft). i tvärriktningen mot hastighetsvektorn. Den sista komponenten har ingen märkbar effekt på projektilens flygning och i praktiken kan den försummas (eftersom projektilen har en symmetrisk form, och projektilens anfallsvinkel α är mycket liten). Punkten för applicering av denna kraft på projektilen är det så kallade tryckcentrum, som vanligtvis inte sammanfaller med masscentrum. Tryckcentrumets läge beror endast på projektilens form. Som ett resultat uppstår ett kraftmoment som tenderar att välta projektilen och få den att tumla i luften. Projektil tumlandeökar omgivningens motstånd med flera storleksordningar och minskar skjutområdet kraftigt. För att bekämpa detta fenomen används följande metoder: att utrusta projektilen med fjädrar, ge projektilen rotation längs symmetriaxeln eller göra projektilen i form av en boll. Den senare användes i stor utsträckning i artilleri på 1300-1700-talen - den sfäriska formen på själva projektilen eliminerar tumlande, och kraften i motståndet mot rörelse beror inte på projektilens orientering i rymden. Den sfäriska formen är dock mycket ogynnsam ur en aerodynamisk synvinkel - den stora kraften av motstånd mot rörelse förnekar fördelarna med frånvaron av kullerbytta.

Så stabilisering av projektiler under flygning säkerställs på två sätt:

§ projektilsvans och

§ genom att ge projektilen en snabb rotationsrörelse runt sin axel.

Fjäderdräkten stabiliseras med trupper med slätborrade vapen, minor, pansarvärn styrda missiler(ATGM) och raketer, samt projektiler som inte får snabb rotation när de avfyras från räfflade vapen, stabiliseras under flygning av svansenheten.

Stabilisering av projektiler vid svansen uppnås (fig. 4) på ​​grund av att deras motståndscentrum (CO) ligger bakom tyngdpunkten (CG). Som ett resultat, luftmotståndskraften ( R ) skapar ett stabiliserande moment som återför projektilaxeln till riktningen för tangenten till banan vid eventuell slumpmässig avvikelse.

Detta händer enligt följande: i det ögonblick då den fjäderformade projektilens axel exakt sammanfaller med tangentens riktning till banan, riktas luftmotståndskraften bakåt längs projektilens axel. Projektilen upplever bara retardation. Om projektilens axel och huvuddelen avviker uppåt eller nedåt, kommer motståndskraften ( R ) kommer att tillämpas vid punkten CA och är riktad bakåt i en viss vinkel mot projektilens axel. Utöver denna kraft påverkas projektilen även av tyngdkraften som appliceras på tyngdpunkten.

Utan att störa verkan av dessa krafter, låt oss applicera ömsesidigt balanserande krafter på tyngdpunkten R 1 Och R 2 . Nu står det direkt klart att kraften R 1 saktar ner projektilens rörelse, gravitationen tvingar den att kontinuerligt falla och ett par krafter R Och R 2 kommer att rotera projektilen tills dess axel är i linje med tangenten till banan. Luftmotståndets kraft kommer att sammanfalla med projektilens axel, och projektilen kommer att inta en stabil position.

Samma sak kommer att hända när projektilaxeln avviker åt höger eller vänster. Detta säkerställer stabilisering av den fjäderbeklädda projektilen under flygning.

Rotation projektiler stabiliseras långdistansvapen och kulor av alla typer av handeldvapen.

Projektilen kommer att stabiliseras under flygning om den roterar snabbt runt sin axel. För att stabilisera en projektils flygning måste rotationshastigheten vara större ju mindre massan är. Så till exempel är rotationshastigheten för en 152 mm projektil 150 rps, en 122 mm projektil är 180 rps, en 100 mm projektil är 300 rps och en 7,62 mm kula är 3500 rps.

Att ge projektilen en snabb rotationsrörelse säkerställs genom skruvgängningen av vapnets hål. I moderna vapen skärriktning rätt , och projektilen, sedd bakifrån, roterar medurs.

Stabiliteten hos en roterande projektil förklaras av egenskaperna hos ett gyroskop - projektilen är som en topp som inte faller så länge den har en tillräcklig rotationshastighet.

Emellertid är mekanismen för interaktion mellan en projektil och ett mötande luftflöde mer komplex än den för en topp med ett stöd.

Under flygningen av en snabbt roterande projektil(Fig. 5) i luften vid en avvikelsevinkel för projektilaxeln från tangenten till banan δ i vertikalplanet tenderar luftmotståndets kraft att vända projektilen med huvudet uppåt och bakåt. Men huvuddelen och projektilens axel, på grund av gyroskopets egenskaper, tenderar att bibehålla samma position i vertikalplanet och kommer inte att avvika uppåt, utan i en viss vinkel till höger sida, om du tittar på projektil bakifrån. Så snart projektilens huvud avviker åt höger kommer luftmotståndskraftens aktionsriktning att ändras - den kommer att agera från vänster och tenderar att vrida projektilens huvud åt höger, vilket leder till huvudet skruva ner osv.

Eftersom luftmotståndskraftens verkan är kontinuerlig, beskriver projektilens huvud en cirkel, och projektilens axel beskriver en kon med sin spets i tyngdpunkten. Den så kallade långsam konisk (precessionell) rörelse , på grund av vilken den slumpmässiga avvikelsevinkeln för axeln δ inte ökar och projektilen tycks följa förändringen i banans krökning, d.v.s. den flyger alltid med huvudet först.

Axeln för långsam konisk rörelse släpar något efter tangenten till banan och ligger ovanför och till höger om den. Följaktligen kolliderar projektilen med det inkommande luftflödet mer med de nedre och vänstra delarna, varvid en viss lyftkraft och en sidokraftskomponent uppstår, vilket medför en förskjutning av tyngdpunkten och hela projektilen åt höger. Förskjutningen av en roterande projektil när den flyger i luften i rotationsriktningen (lateral avgång) kallas härledning.

Derivation böjer banan (fig. 6) i horisontalplanet. Mängden härledning beror på projektilens rotationshastighet. När rotationshastigheten ökar, ökar också härledningen. Den ökar med skjutområdet och för platta banor är den proportionell mot kvadraten på projektilens flygtid. Under monterad skytte, med en ökning av kastvinkeln till 70°, ökar härledningen och vid större vinklar minskar den. Vid en kastvinkel på 90° finns ingen härledning.

Sålunda uppstår härledning som en bieffekt när projektiler stabiliseras genom rotation. Orsakerna till detta är projektilens rotationsrörelse, luftmotstånd och banans krökning. I avsaknad av minst ett av dessa skäl kommer det inte att finnas någon härledning. Härledning - beaktas vid skjutning på långa avstånd genom att göra förtabellerade korrigeringar av vapnets rotationsvinkel.

Fjädrade granater av släta vapen är fria från denna nackdel för dem är den ballistiska kurvan i en lugn atmosfär platt.

När de stabiliseras genom rotation är det möjligt att producera projektiler med den mest fördelaktiga formen och avsevärt minska luftmotståndets kraft under flygning. Detta gör det möjligt att få en vinst i skjutavstånd och minska spridningen av projektiler.

Kula och luft

Alla vet att luft stör en kulas flygning, men bara ett fåtal föreställer sig tydligt hur stor denna bromsverkan av luft är. De flesta människor är benägna att tro att ett så mildt medium som luft, som vi vanligtvis inte ens känner, inte nämnvärt kan störa en gevärskulas snabba flygning.

Ris. 28. En kulas flykt i tomhet och i luften. Den stora bågen representerar den väg en kula skulle ta om det inte fanns någon atmosfär. Den lilla bågen till vänster är kulans faktiska väg i luften.

Men titta på fig. 28, och du kommer att förstå att luft är ett extremt allvarligt hinder för en kula. Den stora bågen på denna ritning representerar den väg en kula skulle färdas om det inte fanns någon atmosfär. Om man lämnar en pistols pipa (i en vinkel av 45°, med en initial hastighet på 620 m/sek), skulle kulan beskriva en enorm båge 10 km hög; kulans flygräckvidd skulle vara nästan 40 km. I verkligheten, under de angivna förhållandena, beskriver kulan en relativt liten båge och dess flygräckvidd är 4 km. Denna båge som visas på samma ritning är nästan osynlig bredvid den första; Detta är resultatet av luftmotstånd! Om det inte fanns någon luft kunde ett gevär skjuta mot fienden från ett avstånd av 40 km och kasta upp blyregn till en höjd av 10 km.

Skytte på ultralång håll

Tyskt artilleri började först beskjuta fienden från ett avstånd av hundra kilometer eller mer mot slutet av det imperialistiska kriget (1918), då framgångarna för franskt och brittiskt flyg satte stopp för tyska flyganfall. Det tyska högkvarteret valde en annan, artilleri, metod för att träffa Frankrikes huvudstad, som låg inte mindre än 110 km från fronten.

Ris. 29. Hur förändras räckvidden för en projektil med en förändring i lutningsvinkeln för en ultralångdistanspistol; i en vinkel på 1 faller projektilen i P", i en vinkel på 2 - i P", och i en vinkel på 3 ökar skjutområdet omedelbart många gånger, eftersom projektilen flyger in i lager av den försålda atmosfären.

Denna metod var helt ny, oprövad av någon. Tyska artillerister snubblade över den av en slump. När man skjuter från stor kaliber pistol vid en hög höjdvinkel upptäcktes det oväntat att istället för en räckvidd på 20 km uppnåddes en räckvidd på 40 km. Det visade sig att en projektil som sänds brant uppåt med en hög initial hastighet når de höga försämrade skikten av atmosfären där luftmotståndet är mycket obetydligt; i en sådan svagt motståndskraftig miljö flyger projektilen en betydande del av sin väg och faller sedan brant till marken. Ris. 29 visar tydligt hur stor skillnaden i projektilernas banor är när höjdvinkeln ändras.

Ris. 30. tysk pistol"Kolossal". Utseende.

Denna observation användes av tyskarna som grund för utformningen av en ultralångdistanskanon för att beskjuta Paris från ett avstånd av 115 km. Kanonen tillverkades framgångsrikt och under sommaren 1918 sköt den över trehundra granater över Paris.

Detta är vad som blev känt om denna pistol senare. Det var ett enormt stålrör, 34 meter långt och en hel meter tjockt; väggtjockleken i slutstycket var 40 cm. Pistolen vägde 750 ton. Dess 120 kilo tunga skal var en meter långa och 21 cm tjocka. 150 kg krut användes till laddningen; ett tryck på 5000 atmosfärer utvecklades, vilket kastade ut projektilen med en initial hastighet på 2000 m/sek. Skjutningen utfördes i en höjdvinkel av 52°; projektilen beskrev en enorm båge, högsta punkten som låg på en nivå av 40 km över marken, d.v.s. långt inne i stratosfären. Projektilen gjorde sin resa från positionen till Paris - 115 km - på 3,5 minuter, varav 2 minuter flög den i stratosfären.

Detta var den första ultralångdistanskanonen, förfadern till modernt ultralångdistansartilleri.

Ju fler initial hastighet kula (eller projektil), desto mer betydande luftmotståndet: det ökar inte i proportion till hastigheten, utan snabbare, i proportion till sekunden eller mer hög grad hastighet, beroende på storleken på denna hastighet.

Varför flyger en drake?

Har du försökt förklara för dig själv varför en drake flyger? upp när han dras i snöret fram?

Om du kan svara på den här frågan kommer du också att förstå varför ett flygplan flyger, varför lönnfrön flyger genom luften och till och med delvis förstå orsakerna till bumerangens konstiga rörelser. Alla dessa är fenomen av samma ordning. Samma luft, som utgör ett så allvarligt hinder för flygningen av kulor och granater, bestämmer flygningen av inte bara en lätt lönnfrukt eller en pappersdrake, utan också ett tungt flygplan med dussintals passagerare.

Ris. 31. Vilka krafter verkar på en drake?

För att förklara höjningen av en drake måste vi tillgripa en förenklad ritning. Låt linjen MN (Fig. 31) representera sektionen av draken. När vi flyger en drake och drar i snöret rör sig den på grund av svansens tyngd i lutande läge. Låt denna rörelse göras från höger till vänster. Låt oss beteckna drakeplanets lutningsvinkel mot horisonten med a. Låt oss överväga vilka krafter som verkar på ormarna under denna rörelse. Luften bör naturligtvis störa dess rörelse och utöva ett visst tryck på ormarna. Detta tryck visas i fig. 31 i form av en pil OS; eftersom luften alltid trycker vinkelrätt mot planet, dras linjen OC i rät vinkel mot MN. OS-kraften kan delas upp i två genom att konstruera ett så kallat parallellogram av krafter; Istället för OS-kraften får vi två krafter, OD och OR. Av dessa trycker OD-kraften tillbaka vår drake och minskar därför dess ursprungliga hastighet. En annan kraft, OR, bär apparaten uppåt; den minskar sin vikt och kan, om den är tillräckligt stor, övervinna tyngden av draken och lyfta den. Det är därför draken reser sig när vi drar den framåt i snöret.

Uppfinningen avser organ för provning och träning i siktning. Implementeringen av uppfinningen gör det möjligt att öka noggrannheten för att mäta koordinaterna och flyghastigheten för kulor och granater, inklusive i öppna områden. Kärnan i uppfinningen är att ögonblicken för passage av ljudvågsfronten genom akustiska sensorer installerade på målet i en mängd av minst sex registreras, och egenskaperna beräknas med hjälp av regression eller matematisk modell mål med hjälp av en dator. Antalet sensorer väljs enligt minsta kvantitet okända i en regression eller matematisk modell, som är ursprunget för tiden som motsvarar det ögonblick en kula eller projektil passerar genom målplanet, kulans eller projektilens hastighet, lutningsvinklarna för deras bana och storleken och riktningen av vindstyrka. För att bestämma sensorernas position identifieras modellen, för vilken en kontrollram först installeras på målet och en serie skott skjuts mot det givna poäng. Efter varje skott mäts sensorernas svarstid och koordinaterna för hålen i kontrollramen, och sedan bestäms sensorernas koordinater med hjälp av minsta kvadratmetoden. 7 sjuk.

Uppfinningen avser mål för bestämning av de yttre ballistiska egenskaperna hos kulor och granater och kan användas vid experimentell bestämning av noggrannhet och noggrannhet av eld och för att föra vapen till normal strid, vid bestämning av hastighet innehållande en kvadratisk eller rektangulär platta med placerad i mitten av varje från dess sidor med akustiska sensorer, med hjälp av vilka ögonblicken för ljudvågens ankomst registreras från kulans anslagspunkt på plattan till platserna för ljudvågens ankomst. de akustiska sensorerna En skjutbana är känd, där det, för att registrera kulornas koordinater, finns en målpanel i form av en skottsäker skärm med inbyggda akustiska sensorer, som registrerar tidpunkten för ljudvågens ankomst. sensorerna från dess ursprung - punkten där kulan träffar skärmen. Nackdelarna med det elektroniska-akustiska målet och skjutbanan är den lilla storleken på registreringsfältet, i synnerhet på grund av primitiva algoritmer för bestämning av koordinater. antagandet av ett litet registreringsfält , slitage och förstörelse över tiden av en platta eller skottsäker skärm och oförmågan av dessa skäl att registrera koordinaterna för projektiler Den närmaste analogen är en anordning för att bestämma de yttre ballistiska egenskaperna hos kulflygningen projektiler, som innehåller fyra akustiska sensorer placerade på samma räta linje. Till skillnad från tidigare enheter innehåller denna enhet inte en platta eller en skottsäker skärm och är därför användbar för att bestämma koordinaterna för inte bara kulor, utan även projektiler. Nackdelen med enheten är låg noggrannhet på grund av vindens inverkan när enheten används i öppna ytor. Därför är arbete endast möjligt i lugnt, vindstilla väder, vilket är extremt sällsynt. Dessutom är det omöjligt att säkerställa hög noggrannhet även i lugnt, vindstilla väder på ett stort registreringsfält på grund av det stora felet i den goniometriska grundläggande metoden för indirekta mätningar, när strålarnas riktningar passerar från sensorerna till islagspunkten i det imaginära registreringsplanet är långt ifrån normala (vinkelräta) med avseende på varandra För att minska felet i den goniometriska grundläggande metoden för indirekta mätningar, kan du arrangera sensorerna inte i en rak linje, men liknar enheten (2). och öka antalet sensorer, placera dem till exempel på sidorna av målet. Dessutom måste deras placering specificeras (mätas) med en noggrannhet som är flera gånger större än noggrannheten för att mäta externa ballistiska egenskaper. Men vid ett stort målfält och sensorernas placering på stort avstånd från varandra (upp till 4-6 m på motsatta sidor om målet), är det inte möjligt att ställa in eller direkt mäta koordinaterna för sensorerna med hög noggrannhet (upp till bråkdelar av mm. Syftet med uppfinningen är att eliminera brister hos en anordning för att bestämma de yttre ballistiska egenskaperna hos kulornas och projektilers flygning genom att skapa en metod för att bestämma de yttre ballistiska egenskaperna hos flygning av kulor och projektiler, inklusive registrering av tidpunkten för ljudvågsfrontens passage genom akustiska sensorer installerade på målet i en mängd som inte är mindre än antalet okända i en regression eller matematisk modell (referenspunktstid som motsvarar ögonblicket av en kulas eller projektils flygning genom målplanet, kulans eller projektilens hastighet, lutningsvinklarna för deras bana och vindens storlek och riktning), och beräkning av koordinaterna för kulornas eller projektilers flygning genom målplan som använder en regression eller matematisk modell, medan positionssensorerna bestäms identifieras modellen, för vilken en kontrollram först installeras på målet och en serie skott skjuts mot det vid olika punkter, och för varje skott svaret tid för sensorerna och koordinaterna för hålen i kontrollramen mäts, och sedan bestäms sensorernas koordinater, till exempel med hjälp av minsta kvadratmetoden med antalet ekvationer som överstiger antalet okända en ökning av noggrannheten för mätning av koordinater och hastighet, en ökning av storleken på registreringsfältet och förmågan att arbeta i öppna områden i närvaro av vind flykt av kulor och projektiler. Figur 2 visar ett rumsdiagram över arrangemanget av 12 akustiska sensorer. Figur 3 visar hastighetsvektorn för en kula eller projektil, vindvektorn och dess sönderdelning i X T YZ-basen, där X T-axeln sammanfaller med hastighetsvektorn, Y-axeln är vertikal och Z-axeln ligger i horisontalplanet . X-axeln är den längsgående axeln (i skjutriktningen). Figur 4 visar en sektion av en ljudvågskon vid målplanet, och figur 5 visar en sektion av en ljudvågskon genom ett plan som passerar genom könens axel och normalplanet för målet YZ. Figur 6 illustrerar riktningen för ellipsens huvudaxlar, Figur 7 illustrerar erhållande av en modell som tar hänsyn till vinden och banans lutning. Anordningen (Figur 1) innehåller akustiska sensorer Di, i=1...6 , belägen i samma plan, tre till vänster och till höger om bunten av banor (fig. 2), koaxialkommunikationslinjer 1, block av matchnings- och tröskelanordningar 2, kalkylator 3, monitor för visning av resultat 4 och kontrollram 5 med ett mål för identifiering av regressionsmodellen. I fallet med noggrann hastighetsmätning införs ytterligare sex sensorer Di, i=7...12 i kretsen i fig. 1, placerade på liknande sätt som de tidigare sensorerna, men i ett annat plan, parallellt med målplanet ( Fig. 2). Vindhastighetsvektorn är utlagd i riktningen för en kula eller projektil (X T-axeln) och längs de vertikala X- och horisontella Z-axlarna för målkoordinatsystemet (Fig. 3). Den längsgående komponenten leder till en förändring av läget för atmosfärisk störningscentrum av en kula eller projektil längs banan och följaktligen till en förändring av Mach-konens vinkel. Komponenterna leder till lateral drift av Mach-konen. I sektionen av könen vid målplanet bildas en ellips (fig. 4, 5). Halvaxlarna för ellipsen a, b och förskjutningen av ellipsens centrum bestäms utifrån geometriska överväganden enligt fig. 3-6 av följande uttryck Där - Mach-tal, c - ljudhastighet Komponenterna U Y och U Z leder till parallell överföring av störningscentrum och följaktligen hela ellipsen längs Y, Z-axlarna till avstånd som är proportionella mot tiden =t-t 0, dvs. på U Y och U Z, där t 0 är början på tidsräkningen (ögonblicket då kulan flyger genom målplanet). För en vinkel på 0,1 rad. förhållandet mellan ellipsens halvaxlar överstiger inte 0,99998 och därför är ellipsen praktiskt taget en cirkel, vars radie R är proportionell mot tiden, dvs. R=Vk, där Vk är utbredningshastigheten för vågfronten i målplanet. Enligt (2) är förskjutningen också proportionell mot tiden, eftersom L=V. Genom att summera vektorerna får vi den resulterande vektorn riktad i en vinkel, som visas i Fig.7. Det euklidiska avståndet mellan islagspunkterna (y, z) och sensorn (y, z) är lika med Från ABO har vi där, med hänsyn till (4), modellen för det akustiska målet följer Här motsvarar vinkeln vid spetsen O i triangeln ABO skillnaden i vinklar i Fig. 7 och 0. Det är därför Vinkeln bestäms av sensorns position (y,z) i förhållande till islagspunkten (y,z) och är lika med Där Om sensorerna är placerade till vänster och höger om registreringsfältet, uppstår inte problemet med nolldelning i (8) och (9). Annars är det nödvändigt att kontrollera uppfyllandet av villkoret och agera därefter (acceptera under villkoret där är ett litet positivt värde. Modellen (6) innehåller alltså 6 okända V k, U p, , t 0, y, z). och för att bestämma dem Det krävs minst 6 ekvationer, d.v.s. respektive 6 akustiska sensorer med kända koordinater y i, z i för sensorernas position i rymden. och ekvationssystemet innehåller 9 okända Vk , U p , , t 01 , y 1 , z 1 , t 02 , y 2 , z 2 med 12 ekvationer som kan lösas med minsta kvadratmetoden. Baserat på vissa t 02, t 01 beräknas kulans eller projektilens horisontella hastighet Ett akustiskt mål är i huvudsak ett system av indirekta mätningar, i vilka enligt primära mätningar, d.v.s. Utifrån de tidpunkter då ljudvågen möter de akustiska sensorerna löses det omvända problemet med extern ballistik, d.v.s. Med hjälp av modellen (ekvationerna) beräknas koordinater och hastighet. För att beräkna koordinater med en given noggrannhet är det nödvändigt att ställa in eller mäta koordinaterna y i, z i för positionen för de akustiska sensorerna i förhållande till målkoordinatsystemet med mindre fel. Detta är praktiskt taget omöjligt, speciellt eftersom tidpunkterna för ljudvågsfrontens passage genom sensorn registreras av de tider då signalerna överskrider tröskelvärdesnivån för tröskelanordningen. Det är därför det enda sättet identifiering av en fysisk modell eller regressionsmodell presenteras baserat på resultaten av en serie skott, när tiden t i för varje skott registreras av systemet och parallellt mäts koordinaterna för hålen i målet på kontrollramen 5 ( Fig. 1), som är installerad endast för identifiering, och under drift av det akustiska målet i moden bestämning av koordinater och hastighet saknas (borttagen). Eftersom det finns många positionsparametrar - sensorkoordinater, krävs det för att identifiera den fysiska modellen (6). stort antal skott. I det här fallet, med varje skott, kommer V k , U p , , t 0 också att vara bland de okända. Därför används följande tillvägagångssätt. Vid användning i modell (6) uppstår värdena z i , z i , kända inom felen för deras direkta mätning, vid beräkning av koordinaterna för islagspunkten y, z-fel som förändras lite vid mätning av de externa ballistiska parametrarna av en kula eller projektil (banans lutningsvinklar, hastighet), såväl som vind. Därför används en regressionsmodell för korrigeringar, till exempel i form av ett komplett polynom av grad 2. Varje ekvation innehåller 6 okända koefficienter och det är nödvändigt att skjuta minst 6 skott eller till exempel 9 skott i hörnen , mitten av målet och vid "stjärn"-punkterna, dvs. längs koordinataxlarna på målgränserna. I ekvation (11) vid identifiering av y, z är koordinaterna bestämda med hjälp av modell (6) med de uppmätta koordinaterna för sensorerna, y=y 0 -y, z=z 0 -z, där y 0 , z 0 - mätt från hål i målkoordinater för nedslagspunkter. Under drift i driftläge bestäms koordinaterna för stötpunkterna i 3 steg. Först bestäms y, z med användning av modell (6), och sedan, med hjälp av modell (11), bestäms korrigeringar y, z och slutligen bestäms de Anordningen för att bestämma de yttre ballistiska egenskaperna för kulflygningen projektiler fungerar enligt följande. I identifieringsläget, bakom det andra planet med sensorer (vid 12 sensorer i två plan) eller bakom sensorplanet (vid 6 sensorer i ett plan), är en kontrollram 5 installerad med rutpapper limmat till det. Efter skottet korsar fronten av Mach-konens ljudvåg sekventiellt (i en ordning beroende på koordinaterna för nära-träffen) de akustiska sensorerna och elektriska signaler genereras vid deras utgångar, som tillförs via koaxialkommunikationsledningar 1 till ingången på blocket av matchnings- och tröskelanordningar 2. Från utgången från block 2 sänds signaler till avbrottsbussen på datorn 3. Med hjälp av avbrottssignalerna registreras tillståndet för timern för datorn (datorn) och tidskoderna och sensorerna som tidskoderna motsvarar registreras i datorminnet. Efter att ha avlossat en serie skott vid specificerade punkter på kontrollramen 5 eller efter varje skott, mäts koordinaterna för hålen (och markeras för att undvika förvirring) och matas in i datorn. Efter ett givet antal skott, enligt programmet, till exempel med minsta kvadratmetoden, identifieras modeller (11). I detta fall beräknas summan av kvadraterna av resterna och resterna för varje skott för att kontrollera. Skott med stora avvikelser avvisas och avfyras antingen igen, eller så elimineras de defekta punkterna helt enkelt och bestämningen av modellkoefficienter upprepas. Efter att skottet har avlossats och registrerats i räknarens minne, de ögonblick i tiden när fronten av ljudvågen skär sensorerna hittas med hjälp av programmet enligt modell (6), de preliminära koordinaterna y, z, sedan med hjälp av program enligt modell (11) med koefficienterna ai, b i som hittas under identifiering, korrigeringarna y bestäms, z och slutligen, med hjälp av (12) förfinar de koordinaterna för islagspunkten. Vid behov visas koordinaterna för varje hål eller den genomsnittliga islagspunkten, spridningsegenskaperna (genomsnittliga avvikelser, cirklar R 50, R 80, R 100, spridningsdiameter) på monitor 4. I fallet med 12 sensorer, (10) ) bestämma kulans eller projektilens horisontella hastighet Den föreslagna anordningen har ett stort registreringsfält (upp till 2 3 m 2), hög noggrannhet vid mätning av koordinater och flyghastighet för kulor och granater, och ger hög noggrannhetsmätningar i öppna områden. i närvaro av vind Informationskällor1. Zakharov V.A. Elektroniskt-akustiskt mål. M.: Radio, 1975, nr 5, s. 13-15.2. Skjutbana. Ansökan nr 94043628, 1996, F 41 J 5/056. Sökande: Zakharov V.N., Romashkin V.V., Rublev N.N., Smirnov N.I.3. En anordning för att bestämma de yttre ballistiska egenskaperna för flygningen av kulor och projektiler. Ansökan nr 93015148/23 daterad 1993.03.23, F 41 J 5/04. Datum för publicering av anspråken 1995.09.20. Författare Vyukov N.N. (prototyp).

Uppfinningens formel

En metod för att bestämma de externa ballistiska egenskaperna för flygningen av kulor och projektiler, inklusive registrering av tidpunkten för passage av ljudvågsfronten genom akustiska sensorer installerade på målet i en mängd av minst sex, och beräkning av egenskaperna med hjälp av en regression eller matematisk modell av målet med hjälp av en dator, kännetecknad av att antalet sensorer väljs i enlighet med det minsta antalet okända i en regressions- eller matematisk modell, som är ursprunget för tiden som motsvarar det ögonblick en kula eller projektil passerar genom målplanet, kulans eller projektilens hastighet, lutningsvinklarna för deras bana och vindkraftens storlek och riktning, medan identifiering utförs för att bestämma positionen för sensormodellen, för vilken en kontrollram är först installeras på målet och en serie skott avlossas på specificerade punkter, och efter varje skott mäts sensorernas svarstid och koordinaterna för hålen i kontrollramen, och sedan bestäms sensorernas koordinater med hjälp av minsta kvadratmetoden.

Extern ballistikär en vetenskap som studerar rörelsen av en projektil (kula) efter att pulvergasernas inverkan på den upphört efter att ha flugit ut ur pipan under påverkan av pulvergaser, rör sig projektilen (kulan) genom tröghet. Projektiler med en jetmotor rör sig på grund av trögheten i avslutningen av jetmotorn.

När man flyger i luften utsätts en projektil (kula) för två krafter: gravitation och luftmotstånd. Tyngdkraften appliceras på projektilens (kulan) tyngdpunkt, riktad mot jordens centrum och gör att projektilen (kulan) gradvis minskar, och luftmotståndets kraft riktas i motsatt riktning mot rörelse av projektilen (kulan), saktar kontinuerligt ner dess rörelse och tenderar att välta den.

Som ett resultat av verkan av dessa krafter minskar projektilens (kulan) hastighet gradvis, eftersom en del av energin spenderas på att övervinna motståndskraften, och dess bana är en ojämn krökt linje.

Luftmotstånd mot en kulas flygning orsakas av det faktum att luft är ett elastiskt medium och därför förbrukas en del av kulans energi på rörelse i detta medium.

Ris. Bildande av luftmotståndsstyrka.

Luftmotståndets kraft orsakas av tre huvudorsaker: luftfriktion, bildandet av virvlar och bildandet av en ballistisk våg.

1. Luftpartiklar i direkt kontakt med en rörlig kula (granat), på grund av vidhäftning till dess yta, rör sig med kulans hastighet. Nästa lager av luftpartiklar, på grund av inre kohesion (viskositet), börjar också röra sig, men med en något lägre hastighet. Rörelsen av detta lager överförs till nästa, och så vidare tills luftpartiklarnas hastighet blir noll. Luftskiktet omedelbart intill ytan på en kula (granat), där partiklarnas rörelse varierar från kulans (granaten) hastighet till noll, kallas gränsskikt.

I gränsskiktet uppstår skjuvspänning - friktion, vilket minskar hastigheten på en kula.

2. Gränsskiktet, efter att ha nått botten av kulan (granaten), lossnar och bildar ett förtunnat utrymme. Den resulterande tryckskillnaden mellan huvud- och bottendelarna skapar en kraft riktad i motsatt riktning mot rörelsen och minskar kulans (granaten) hastighet. Luftpartiklar, som försöker fylla vakuumet som bildas bakom kulan, skapar en virvel.

3. När man flyger kolliderar en kula (granat) med luftpartiklar och får dem att vibrera. Luftkomprimering skapas och ljudvågor, därför åtföljs flygningen av en kula (granat) av ett karakteristiskt ljud. När en kula rör sig med en hastighet som är lägre än ljudets hastighet, "övertar" denna tätning kulan och rör sig framåt utan att nämnvärt påverka den. När kulans flyghastighet är högre än ljudets hastighet kolliderar ljudvågorna med varandra för att skapa en våg av högt komprimerad luft – en ballistisk våg, som saktar ner kulans flyghastighet. Trycket vid fronten av denna våg kan nå 8-10 atmosfärer. För att övervinna en så stor press som krävs den största delen kula (granat) energi.

När en kula rör sig i luften utsätts den för gravitation och luftmotstånd. Tyngdkraften riktas nedåt och gör att kulan gradvis sänks, och luftmotståndskraften riktas mot mynningens rörelse och saktar kontinuerligt ned dess rörelse, och tenderar också att tippa huvudet bakåt (Fig.) Under påverkan av dessa två krafter flyger kulan i luften inte längs kastlinjen, utan längs en ojämnt krökt linje som ligger under kastlinjen. Den krökta linjen som kulans tyngdpunkt beskriver när den flyger i luften kallas banan.

Ris. Effekten av krafter på en kulas flykt.

Effekten av luftmotstånd på en kulas flygning: Ct – tyngdpunkt; Tss – centrum för motstånd; b - vinkeln mellan kulans axel och tangenten till banan.

Under påverkan av initiala störningar (chocker) i det ögonblick som kulan lämnar pipan och gastrycket på kulans botten (under efterverkan av gaserna), bildas en vinkel mellan kulans axel och tangenten till kulan. bana b(nutationsvinkel).

Luftmotståndets kraft verkar inte längs kulans axel, utan i en vinkel mot den, och försöker inte bara sakta ner kulans rörelse, utan också att tippa över den.

För att förhindra att kulan välter ges den en snabb rotationsrörelse med hjälp av rifling i pipan under påverkan av luftmotstånd.

Rörelsen av en snabbt roterande kula förvärvar egenskapen hos ett gyroskop

En roterande kula kan motstå påverkan av yttre kraft (luftmotstånd) och bibehåller axelns givna position. När den träffas av en kula kommer dess axel att avvika i den riktning där punkten som fick impulsen kommer att vara efter 3/4 av ett varv.

Ris. Precessionell (konisk) rörelse av en kula.

Eftersom luftmotståndskraftens verkan är kontinuerlig, och dess riktning i förhållande till kulan ändras med varje avvikelse från kulans axel, beskriver kulans huvud en cirkel. En långsam konisk och precessionell rörelse uppstår som ett resultat, kulan flyger med huvudet framåt, som om den "följer" förändringen i banans krökning.

Tyngdkraften gör att kulan gradvis sjunker i förhållande till kastlinjen. I luftlöst utrymme faller en kula med acceleration (g). Reduktionen (h) bestäms av formeln h= gXt 2 : 2 . Utan att ta hänsyn till luftmotståndets kraft kommer kulans tyngdpunkt att beskriva en jämn kurva (parabolisk bana).

Ris. Tyngdkraftens inverkan på en kulas flygning i luftlöst utrymme.

En kulas avvikelse från skjutplanet i dess rotationsriktning kallas härledning

Orsaker till härledning: kulans rotationsrörelse, luftmotstånd och en minskning av tangenten till banan under påverkan av tyngdkraften I avsaknad av minst en av dessa orsaker kommer det inte att finnas någon härledning.

Kulan avböjs i rotationsriktningen åt höger när pipan vrids åt höger.

Ris. Härledning (vy ovanifrån av banan).

Vid skjutning på det faktiska eldfältet eller upp (ner) beaktas inte korrigeringar för härledning .

Granatens stabilitet under flygningen säkerställs av närvaron av en stabilisator, som gör att du kan flytta tillbaka motståndscentrumet. Som ett resultat vrider luftmotståndskraften granatens axel till tangenten till banan - granaten rör sig framåt med huvudet.

Ris. Effekten av luftmotstånd på flygningen av en granat.

Förutom gravitation och luftmotstånd påverkas en kulas (granat) flygning av atmosfärstryck, luftfuktighet, vindriktning och lufttemperatur.

Lufttryck med en ökning av terrängen (jämfört med havsnivån) för varje 100 m minskar den med i genomsnitt 9 mm Hg. Konst. (avrundat med 10 mmHg). Därför, när man skjuter på höjder, minskar luftmotståndets täthet och kraft, och kulans flygområde ökar.

Ändra luftfuktighet har en försumbar effekt på luftens densitet och därför på kulans räckvidd, så det tas inte med i beräkningen när man skjuter.

Sidovind till höger avleder kulan åt vänster, vinden till vänster avleder kulan åt höger.