Выстрел что это такое в физике

Физические основы явления выстрела

В некотором приближении поведение пороховых газов можно описать с помощью уравнения Менделеева ¾ Клапейрона. Это позволяет качественно проанализировать явление выстрела и построить графики зависимости давления газа p скорости пули v от пути l, проходимого ею в канале ствола (см. Рис.).

Рассмотрим, как происходит процесс выстрела. Его длительность можно условно разделить на такие последовательные периоды: предварительный ¾ от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола; первый ¾ от начала движения пули по стволу до полного сгорания порохового заряда; второй ¾ от момента полного сгорания порохового заряда до момента вылета пули из ствола; третий ¾ от момента вылета пули до прекращения возрастания её скорости.

Рассмотрим, как меняется давление порохового газа при выстреле (кривая I на рис.).

Предварительный период. Во время горения заряда образуется пороховой газ. Давление его можно выразить формулой:

(1)

где Т, V и m ¾ соответственно температура, объём и масса порохового газа, М ¾ его молярная масса, R ¾ универсальная газовая постоянная. Поскольку объём газа не меняется, а температура и масс резко увеличиваются, давление газа будет расти по закону:

,

где С ¾ постоянная величина. Давление пороховых газов будет возрастать до тех пор, пока пуля не сдвинется с места.

Первый период. Его условно можно разделить на три полпериода. Рассмотрим их поочерёдно.

1. Масса порохового газа m возрастает быстрее, чем объём V запульного пространства (объём, заключённый между дном пули и дном гильзы). Учитывая, что

(S ¾ площадь сечения канала ствола, l ¾ путь пули в канале ствола), изменение давления газа в первый подпериод можно представить графически в виде участка 1-2 кривой I.

2. Скорость возрастания массы порохового газа становится близкой к скорости движения пули, или, что одно и то же, к скорости изменения объёма V. Тогда формула (1) принимает вид

,

где С₁ ¾ постоянная величина. Графически изменение давления в этот подпериод можно представить в виде участка 3-4 кривой I.

3. Объём V запульного пространства вследствие быстрого увеличения скорости пули растёт гораздо быстрее массы m притока порохового газа, и изменением массы можно пренебречь. Тогда формула (1) примет вид:

,

где С₂ ¾ постоянная величина. Изменение давления газа в этот подпериод можно представить в виде участка 5-6 кривой I.

Промежуточные процессы между подпериодами можно приближённо изобразить соответствующими участками 2-3 и 4-5 кривой I.

Второй период. Так как весь пороховой заряд уже сгорел, масса газа не меняется. Тогда формула (1) принимает вид

,

где С₃ ¾ постоянная величина. Изменение давления можно представить участком 6-7 кривой I.

Третий период. Часть газа вырывается из канала ствола вслед за пулей, при встрече с воздухом образует пламя и ударную волну. Следовательно, масса газа m уменьшается. Так как при этом увеличивается объём газа, то, согласно формуле (1), происходит резкое падение давления газа (участок 7-8 кривой I). Это уменьшение происходит до тех пор, пока давление порохового газа на дно пули не уравновесится сопротивлением воздуха.

График изменения скорости пули в канале ствола (кривая II на рис.) можно построить, если предположить, что сила, действующая на пулю со стороны пороховых газов, много больше силы сопротивления, силы трения и т. д.

В предварительный период скорость пули не меняется. В остальные периоды ускорение пули пропорционально давлению. Действительно, на пулю действует сила:

,

где p ¾ давление порохового газа, S ¾ площадь сечения канала ствола. Следовательно, если масса пули m, то её ускорение

.

Поскольку давление газа в канале ствола во все периоды много больше атмосферного, ускорение пули будет больше нуля, т. е. Она будет двигаться ускоренно.

В первый подпериод ускорение увеличивается, следовательно, скорость пули будет резко возрастать. Графически это изменение скорости можно представить в виде участка 1-2 кривой II. Во второй подпериод ускорение почти не изменяется, поэтому движение пули будет близким к равноускоренному (участок 3-4 кривой II). В третий подпериод ускорение пули уменьшается, но остаётся положительным, следовательно, прирост скорости пули уменьшается (участок 5-6 кривой II). Во второй и третий периоды происходит дальнейшее уменьшение ускорения, что соответствует уменьшению прироста скорости (участок 7-8 кривой II).

Можно исследовать начальную скорость пули с помощью законов сохранения. Начальной скоростью пули называется та скорость, с которой она покидает канал ствола. Закон сохранения энергии для явления выстрела можно записать так:

. (2)

(3)

(q ¾ теплота сгорания пороха, m₁ ¾ его масса);

(4)

(m₂ ¾ масса пули, V ¾ её скорость в момент вылета из ствола);

(5)

,

выражение (5) можно записать в виде:

. (6)

Энергия Е₄ зависит прежде всего от длины ствола l. При малой длине много энергии будет выбрасываться наружу, при слишком большой окажутся значительными потери энергии на нагревание ствола и преодоление сил сопротивления, действующих на пулю в его канале. Следовательно, важно выбрать некоторую оптимальную длину ствола, при которой энергия Е₄ будет минимальной.

Учитывая (3)-(6) и приведённые выше рассуждения, выражение (2) можно переписать в виде:

.

Откуда начальная кинетическая энергия пули:

.

С помощью этой формулы легко доказать следующие утверждения:

· начальная скорость пули зависит от длины ствола, массы пули, массы порохового заряда и от других факторов;

· при постоянных длине ствола и массе порохового заряда начальная скорость пули тем больше, чем меньше её масса.

Источник

Выстрел

Выстрел представляет собой сложный комплекс физических и химических явлений. Знание о происходящих во время выстрела процессах и о влиянии на них большого числа внешних факторов помогает артиллеристам при расчете данных для вычисления точных установок для стрельбы и, как следствие, способствует успешному выполнению стоящих перед артиллерией боевых задач.

Событие выстрела можно условно разделить на две стадии — движение снаряда в канале ствола артиллерийского орудия и комплекс явлений, происходящих после вылета снаряда из ствола. Более подробное описание каждой из этих стадий приведено ниже.

Содержание

Движение снаряда в канале ствола орудия

После того, как затвор казенной части орудия заперт, производится подрыв метательного заряда, чаще всего путем механического удара по капсюлю. Капсюль инициирует химическую реакцию самоокисления вещества метательного заряда (пороха, пироксилина, баллистита). Это вещества являются взрывчатыми, но в них химическая реакция самоокисления носит характер быстрого горения, а не детонации, как у динамита, тринитротолуола или гексогена. Это необходимо для предотвращения чрезмерно быстрого газообразования внутри ствола орудия, которое может привести к прорыву газов сквозь затвор или даже к разрыву орудия. При горении метательного заряда запасенная в нём химическая энергия переходит во внутреннюю энергию хаотического движения молекул пороховых газов. Величина удельного энерговыделения Q зависит от вида вещества метательного заряда, находясь в диапазоне 5-10 МДж/кг. Впоследствии часть тепловой энергии пороховых газов преобразуется в механическую кинетическую энергию снаряда.

Вплоть до момента пересечения днищем снаряда дульного среза орудия система «снаряд-ствол-пороховые газы» является замкнутой, то есть к ней применимы законы сохранения импульса, энергии и момента импульса. Однако для расчета дульной скорости практическое значение имеют только два первых закона сохранения. В гладкоствольных орудиях вращательные движения и вовсе отсутствуют. В нарезных орудиях доля энергии, идущая на придание снаряду осевого вращательного движения, как правило много меньше доли, идущей на его разгон. Оба этих закона сохранения позволяют оценить энергию отдачи и коэффициент полезного действия (КПД) орудия как тепловой машины в целом.

Из этого уравнения можно рассчитать скорость откатных частей и значение кинетической энергии отдачи E = 0.5MV² от вылета снаряда, которая нужна в ходе проектирования противооткатных устройств орудия и для возможного оснащения ствола дульным тормозом. Эти устройства нужны для смягчения ударных нагрузок на лафет при отдаче. Аналогично, рассчитав полезную кинетическую энергию снаряда e = 0.5m_снv², можно получить КПД орудия, разделив e на m_пгQ (так как масса пороховых газов равна массе метательного заряда).

В качестве примера рассмотрим 121.92-мм корпусное орудие А-19 обр. 1931/37 г, обладающее следующими характеристиками и боеприпасами:

Рассчитав по вышеприведенным формулам импульсы снаряда и пороховых газов, получим:

Исходя из этого, V = P / M = 8.96 м/с и E = 96 кДж. Взяв за оценку верхнюю границу Q как 10 МДж/кг и получив e = 8 МДж, можно примерно оценить КПД орудия А-19 как 8 / (10 * 3.8) = 0.21.

Однако знания P недостаточно для вычисления полной энергии отдачи, так как сам процесс отдачи продолжается уже после вылета снаряда. Поэтому рассмотрим вторую фазу явления выстрела — последействие после вылета снаряда.

Источник

Основы и правила стрельбы

1. Явление выстрела

2. Выстрел и его периоды

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 сек).

При выстреле различают четыре последовательных периода:

3. Начальная скорость пули, образование траектории

3.1. Начальная скорость пули

3. 2. Образование траектории

Траекторией называется кривая линия, описываемая центром тяжести пули в полете.

Пуля при полете в воздухе подвергается действию двух сил: силы тяжести и силы сопротивления воздуха.
Сила тяжести заставляет пулю постепенно понижаться, а сила сопротивления воздуха непрерывно замедляет движение пули и стремится опрокинуть ее.
В результате действия этих сил скорость полета пули постепенно уменьшается, а ее траектория представляет собой по форме неравномерно изогнутую кривую линию.

4. Нормальные (табличные) условия стрельбы

Табличные данные траектории соответствуют нормальным условиям стрельбы.

За нормальные (табличные) условия приняты следующие:

Метеорологические условия:

Баллистические условия:

Топографические условия:

При отклонении условий стрельбы от нормальных может возникнуть необходимость определения и учета поправок дальности и направления стрельбы.

5. Влияние внешних факторов на полет пули

6. Пробивное (убойное) действие пули

Для стрельбы из автомата применяются патроны с обыкновенными (со стальным сердечником) и трассирующими пулями. Убойность пули и ее пробивное действие в основном зависит от дальности до цели и скорости, которой будет обладать пуля в момент встречи с целью.

Наименование преграды (защитных средств)

Дальность стрельбы, м.

% сквозных пробитий или глубина проникания пули

Источник

Явление выстрела, характеристика его периодов.

Кафедра Гуманитарных и социально-экономических дисциплин

ФОНДОВЫЕ ЛЕКЦИИ

Учебная дисциплина:

Огневая подготовка

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 40.05.01 – ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

кафедры гуманитарных и

Тема 4. Основы стрельбы из стрелкового оружия

1. Понятие о внутренней и внешней баллистике.

2. Внутренняя баллистика. Явление выстрела, характеристика периодов выстрела.

3. Внешняя баллистика. Силы, действующие на пулю при полете в воздухе, образование траектории.

4. Начальная скорость пули и причины, на нее влияющие.

6. Прочность ствола, живучесть ствола, причины, на нее влияющие, режим огня.

7. Внешние факторы, влияющие на траекторию полета пули.

8. Деривация. Причины деривации.

9. Практическое значение формы траектории. Прямой выстрел.

10. Явление рассеивания. Причины рассеивания. Способ определение СТП.

11. Меткость стрельбы. Причины, снижающие меткость стрельбы.

Понятие о внутренней и внешней баллистике.

В зависимости от этапа движения снаряда различают:

Ø Внутреннюю баллистику,занимающуюся исследованием движения снаряда (пули) в стволе орудия;

Ø Промежуточную баллистику, исследующую прохождение снаряда через дульный срез и поведение в районе дульного среза. Она важна специалистам по точности стрельбы, при разработке глушителей, пламегасителей и дульных тормозов;

Ø Внешнюю баллистику, исследующую движение снаряда в атмосфере или пустоте под действием внешних сил. Ею пользуются, когда рассчитывают поправки на превышение, ветер и деривацию;

Внутренняя баллистика. Явление выстрела, характеристика периодов выстрела.

Явление выстрела, характеристика его периодов.

Выстрел происходит в очень короткий промежуток времени (0,001-0,06 с).

При выстреле различают четыре последовательных периода: предварительный; первый, или основной; второй; третий, или период последействия газов.

Предварительный период длится от начала горения порохового заряда до полного врезания оболочки пули в нарезы ствола. В течение этого периода в канале ствола создается давление газов, необходимое для того, чтобы сдвинуть пулю с места и преодолеть сопротивление ее оболочки врезанию в нарезы ствола. Это давление называется давлением форсирования; оно достигает 250-500 кг/см 2 в зависимости от устройства нарезов, веса пули и твердости ее оболочки. Принимают, что горение порохового заряда в этот период происходит в постоянном объеме, оболочка врезается в нарезы мгновенно, а движение пули начинается сразу же при достижении в канале ствола давления форсирования.

Третий период, илипериод последействия газов, длится от момента вылета пули из канала ствола до момента прекращения действия пороховых газов на пулю. В течение этого периода пороховые газы, истекающие из канала ствола со скоростью 1200-2000 м/c, продолжает воздействовать на пулю и сообщает ей дополнительную скорость. Наибольшей (максимальной) скорости пуля достигает в конце третьего периода на удалении нескольких десятков сантиметров от дульного среза ствола. Этот период заканчивается в тот момент, когда давление пороховых газов на дно пули будет уравновешено сопротивлением воздуха.

Источник

Планконспект

На сайте представлены различные конспекты: военные план-конспекты, конспекты МВД, МЧС и других силовых структур

Что такое план-конспект, виды конспектов

Под конспектом принято понимать текст, написанный от руки, содержание которого отражает суть основного источника информации, только мысли в нем излагаются кратко и сжато. Характерным отличием конспекта является именно последовательность, то есть, под конспектированием подразумевается приведение почерпнутой информации к определенному порядку. Что касается формы записи, то она может быть любой – от свободной формы до использования…

Как правильно составить план-конспект?

Навык грамотного конспектирования помогает обрабатывать в срок большой объем информации. Знатокам написания план-конспектов литературы удается быстро ухватить суть повествования, выделить главные мысли, усвоить приоритетные сведения. Конспект – это краткая и систематизированная запись содержания любого источника. В структуру конспекта входят: утверждения, перечни, выписки, тезисы. Рекомендуется использовать сокращения, рисунки, обогащать его цитатами, примерами и фактами. Практическая польза…

Требования для поступления в военный ВУЗ

Окончание военного вуза предполагает поступление на военную службу, предусматривающую ряд бонусов от государства: военная пенсия, льготные условия приобретения жилья и прочие. Студенты военных вузов автоматически освобождаются от призыва в армию. Все военные учебные заведения страны находятся под контролем Министерства обороны. Программы и материалы для обучения в военных вузах также разрабатываются не Министерством образования, а Министерством…

Таблица начисления баллов за выполнение упражнений по физической подготовке( мужчины часть 2)

Таблица начисления баллов за выполнение упражнений по физической подготовке( мужчины часть 1)

Упражнения 1 — 24 Баллы Упражнение N 1 сгибание и разгибание рук в упоре лежа Упражнение N 2 наклоны туловища вперед Упражнение N 4 подтягивание на перекладине Упражнение N 5 поднимание ног к перекладине Упражнение N 6 подъем переворотом на перекладине Упражнение N 7 подъем силой на перекладине Упражнение N 8 жим штанги лежа, вес…

Действия в боевом разведывательном дозоре

Боевой разведывательный дозор высылается для ведения разведки противника и местности в ходе наступления (обороны, встречного боя) перед фронтом или на одном из флангов батальона (роты), а также для установления тактического и огневого контакта с противником в случае его потери. Он обычно действует на удалении, обеспечивающем наблюдение за его действиями и поддержку его огнем, а при…

Изучение местности в назначенном секторе по зонам для наблюдения. Определение расстояния до ориентиров и характерных местных предметов

Изучение местности в назначенном секторе по зонам для наблюдения. Для удобства наблюдения сектор (полоса) наблюдения делится на зоны: ближнюю, среднюю и дальнюю и обозначается условными линиями по местным предметам (ориентирам). Ближняя зона включает участок местности в пределах видимости мелких предметов, объектов, целей (до 400 м). Средняя зона намечается в пределах видимости выделяющихся местных предметов (обычно…

НАБЛЮДАТЕЛЬНЫЙ ПОСТ

Требование к месту расположения наблюдательного поста и его выбор на местности. Состав наблюдательного поста. Средства наблюдения разведки. Наблюдение позволяет получать наиболее достоверные сведения о противнике и местности. В боевых порядках войск во всех видах боя оно ведется непрерывно специально назначенными наблюдателями и наблюдательными постами. Их количество зависит от характера боя, условий обстановки и местности. В…

Организация, вооружение и тактика действий пехотных (мотопехотных, разведывательных) отделений, взводов армий основных иностранных государств

Военная присяга – клятва воина на верность Родине

История появления присяги в Вооружённых Силах Российской Федерации (Статья: История появления присяги в Вооружённых Силах Российской Федерации) С древнейших времён каждый гражданин при вступлении в ряды вооружённых сил дает торжественное обещание, или клятву, именуемую Военной присягой. Но ее содержание во все времена является не столько военным в полном смысле этого слова, сколько юридическим, правовым, политическим…

Порядок приведения к присяге в Вооружённых Силах нашем страны: история и современность. Значение Военной присяги в жизни воина

В Российской империи ритуал принятия Военной присяги обставлялся как торжественный обет, даваемый каждым воином при вступлении на службу в верности монарху и Отечеству, в беспрекословном «повиновении начальству и воинским законам и в точном исполнении всех своих обязанностей». Ритуал принятия присяги совершался обычно в церквях или на сборных местах в присутствии духовенства и военного начальства, при…

История появления присяги в Вооружённых Силах Российской Федерации

С древнейших времён каждый гражданин при вступлении в ряды вооружённых сил дает торжественное обещание, или клятву, именуемую Военной присягой. Но ее содержание во все времена является не столько военным в полном смысле этого слова, сколько юридическим, правовым, политическим актом, характерным для обеспечения военной службы в интересах конкретных государств. При этом Военная присяга, принятая в порядке,…

Источник