Горизонтальный ветровой снос с точки зрения пули

Пули, баллистика и всё что связано с кучностью
Аватара пользователя
Skayl
Заслуженный ветеран
Сообщения: 1941
Зарегистрирован: 21 сен 2011, 23:43
Имя: Viktor
Арсенал: ИЖ-60 + Sightron Big Sky SII 36x42
Город: Омск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 37 раз
Контактная информация:

Горизонтальный ветровой снос с точки зрения пули

Сообщение Skayl » 04 апр 2017, 07:16

Источник http://huringdatu.livejournal.com/6356.html


Гарольд Рой Вогн «Факторы точности винтовки».


Я не зря озаглавил этот текст именно так. Дело в том, что ощущения стороннего наблюдателя, то есть мои или ваши, не всегда совпадают с ощущениями непосредственного участника процесса, в данном случае – пули. Если на наших глазах, после порыва ветра справа, точка попадания пули смещается влево от центра мишени и так – раз за разом, то мы делаем абсолютно правильный вывод: «При боковом ветре происходит снос пули в ту сторону, куда дует ветер». И если кто-нибудь, в шляпе и в очках, вежливо спросит у нас: «Простите, Бога ради, за любопытство, а что, конкретно, порыв бокового ветра делает с летящей пулей? Интересен, так сказать, сам механизм сноса, – мы так же вежливо ему ответим, – Ты чё, тупой, что ли? Сам не видишь? Сдувает он её. Дует в бок и сдувает. Тебе ветер ни разу шляпу не сдувал? Показать, как это делается?

А вот Гарольд Рой Вогн утверждает: «Горизонтальный ветровой снос происходит не потому, что ветер дует на боковую поверхность пули». И не верить такому специалисту у нас нет никаких оснований, хотя мы нутром чуем – что-то здесь не так: раз ветер всё-таки «дует на боковую поверхность пули», да ещё со скоростью 20 миль в час (9 м\сек), так какого чёрта он её не сносит? Давайте разбираться.

Для начала представим 20 микросекунд. Это две стотысячные доли секунды. С точки зрения пули – приличный временной отрезок. За это время, при скорости 1000 м\сек, пуля продвинется вперёд на одну свою длину – на 2 см. А ветер в бок? Ну, то есть, насколько продвинутся частицы воздуха за него ответственные? Умножаем... Всего-то?! Меньше двух десятых долей миллиметра? Как говаривала в этом случае одна моя знакомая частица воздуха другой: «Ну и где тот бок, на который я должна надавить?». Тот бок уже далече... А ведь пуля обладает ещё и неслабой инерцией. А ведь пуля ещё и гироскоп, поэтому, чтобы сдвинуть её центр масс с траектории нужно не просто успеть ткнуть ей в бок, а и упираться в него какое-то время. А где ж его взять? Кстати, есть ещё одно довольно распространённое заблуждение насчёт уже не бокового, а попутного ветра – якобы он толкает пулю в ... «корму», увеличивая её скорость. Ага, щаз-з-з! Ты сначала ту корму догони. Но ведь скорость пули при попутном ветре увеличивается?! Увеличивается. Но не поэтому. И о причинах – позже.

Итак, получается, что Гарольд Рой не врал, и даже сильный боковой ветер, который «на раз» вертит флагами, просто физически не успевает основательно «упереться» в бок стремительно летящей пуле, и сдвинуть её с траектории. Казалось бы, ну не успеваешь ты – плюнь и забудь! Успокойся. Но ветер, к нашему сожалению, не успокаивается. В прямом и переносном смысле. Не успевая в одном, он отыгрывается, с лихвой, в другом: ветер меняет направление и величину вектора аэродинамического сопротивления. Проще говоря, ветер заставляет частицы воздуха, которые непрерывно тормозят пробивающуюся через них пулю:
1) тормозить пулю то сильнее, то слабее, что, в общем, не так страшно;
2) тормозить пулю под углом к её траектории.
А вот это (второе) уже гораздо хуже. Но как раз это-то ветер и умеет делать отлично.

Чтобы понять, как все происходит и что в этом случае делает пуля, давайте, сначала, представим, что наша пуля, вращаясь с положенной ей скоростью, ну, скажем, 3 600 оборотов в секунду, никуда не летит. Пусть она, вращаясь, висит в воздухе, в центре аэродинамической трубы. Для нашего удобства труба ориентирована строго по оси «юг-север». В северном торце трубы – Центральный вентилятор №1. Пуля смотрит носиком на север, в центр вентилятора. Осевые линии пули и трубы совпадают. Допустим также, что ни вперёд, ни назад сдвинуть нашу пулю невозможно. Для удобства дальнейших расчётов условимся, что пуля, вращаясь, висит на расстоянии 100 метров от центра вентилятора.

Включаем вентилятор. Доведём скорость потока воздуха до 1000 м\сек. Это – имитация полёта пули, летящей на север, со скоростью 1000 м\сек. в полный штиль. Ветра нет. Мы почти убеждены, что вектор аэродинамического сопротивления воздуха направлен сейчас прямо «в лоб» нашей пуле и совпадает с её осевой линией. На всякий случай проверим... Вытащим из лацкана гвоздику и аккуратно бросим её в поток воздуха прямо от центра вентилятора. Вуаля! Ровно через 0,1 сек. мы увидим гвоздику, наколотую на носик нашей пули. Не зря, понимаешь, книжки читаем!

А вот теперь, не выключая вентилятор №1 (ведь он отвечает у нас за имитацию полёта пули), мы дополнительно включим вентиляторы №№ 2-101. У нас их до фига. Если смотреть на север, то эти вентиляторы встроены в восточную стенку трубы (то есть, справа от пули) через 1 метр и создают равномерный, перпендикулярный осевому потоку, поток воздуха с востока на запад на стометровом участке от северного торца трубы (от Центрального вентилятора) до нашей пули. Это и будет долгожданный полный ветер «с трёх часов». Скорость ветра зададим, как и завещал нам Гарольд. Р. Вогн, в 20 миль в час = 32 км\час = 9 м\сек. Сами же встанем позади нашей пули, и будем внимательно наблюдать. Сразу скажу: ничего необычного мы не увидим. Буквально на мгновенье (0,002-0,003 секунды) «размыв» свои контуры быстрой прецессией, пуля успокоится в медленной, чуть повернувшись носиком вправо, на восток. Проверим направление вектора аэродинамического сопротивления. Нас терзают смутные подозрения, что он, вроде бы, изменил направление. Гвоздик, к сожалению, больше нет. Достаём из кармана бумажную мишень, со своей недавней группой в пять сантиметров на 100 метров, тщательно и с наслаждением комкаем её и просим «главного по трубе» запустить сей позор в полёт, снова от центра вентилятора №1 к нашей пуле (сами мы стоим сзади пули, не забыли?). Через 0,1 секунду бумажный комок со свистом проносится в 90 см слева от нас. Чего-то такого, примерно, мы и ожидали. Мысленно соединяем прямой линией центр вентилятора №1 с точкой в 90 сантиметрах слева от нас. Так вот ты какой, новый вектор аэродинамического сопротивления! Не с севера на юг, как раньше, а с северо-востока на юго-запад. Значит, пуля-то развернулась вправо (к ветру) не абы как, а, аккурат, вдоль нового вектора аэродинамического сопротивления. Как говаривал один мой знакомый гироскоп: «А что делать?! Приходиться крутиться!»

Правда, развернуло вектор, а вместе с ним и пулю, совсем чуть-чуть. А на сколько? Вектор – на 90 см на ста метрах. А это в градусах сколько? Каков угол между старым и новым? Штилевым и ветровым? Они ведь из одной точки – центра вентилятора №1 нарисованы. Сейчас посчитаем. Раз у нас дистанция 100 метров, то сам И. Борисов велел нам переводить сантиметры бокового сноса в угловые минуты. 1МОА на 100 метров = 2,9 см. То есть, наш снос в 90 см = 90: 2,9 = 31 МОА. Заходим в Конвертор угловых величин http://www.ada.ru/Guns/ballistic/Conver ... verter.htm и подставляем цифру 31 в первое окошко. Нажимаем кнопку «Конвертировать» и получаем во втором окошке величину угла между штилевым и ветровым векторами аэродинамического сопротивления, т.е. угол на который, ориентируясь на новый вектор, повернулась к ветру наша пуля – 0,5167 градусов. Ничего не напоминает? Абсолютно верно – цифру из эпиграфа: «При боковом ветре 20 миль в час центральная ось пули отклонится на угол 0,52 градуса относительно направления полёта». Добавим – отклонится к ветру! Снова Вогн прав. Кто бы сомневался.

Итак, что мы выяснили? Мы выяснили, что при скорости пули 1000 м\сек. полный ветер «с трёх часов» (справа), дующий со скоростью 9 м\сек., изменяет направление вектора аэродинамического сопротивления на полградуса. Вектор, при штиле совпадавший с осевой линией пули и направленный ей прямо «в лоб», при появлении такого ветра поворачивается по часовой стрелке (мы смотрим на пулю сверху в направлении от донца к носику) на 0,52 градуса. Пуля, являясь гироскопом и, получив справа угол атаки в полградуса, практически мгновенно, через 0,002 - 0,003 секунды (ну, или через два - три метра полёта) поворачивает носик вправо, к ветру, как раз на эти 0,52 градуса или, примерно, на 0,2 мм. Две десятых миллиметра! И это всё, что такой сильный ветер смог сделать с нашей пулей?! Думаете мало?

Давайте посмотрим, как будут вести себя такая пуля в полёте. Закройте глаза и представьте, что инерция, толкающая центр масс пули строго вперёд (в нашем случае на север), и аэродинамическое сопротивление, тормозящее пулю вдоль её осевой линии, действуют на пулю не одновременно, а по очереди. Ну, к примеру: в полное безветрие пуля, ориентированная носиком точно вдоль траектории, за мгновение пролетает вперёд на три сантиметра, в следующее мгновение сила сопротивления воздуха отбросит её назад по этой же траектории на 1 сантиметр. То есть, в общей сложности, с учётом сопротивления воздуха, пуля продвинется вперёд строго на север на два сантиметра.

А теперь представим эту же пулю, но летящую на север при двадцатимильном боковом ветре «с трёх часов», т.е. повёрнутую носиком вправо от траектории на полградуса. В первое мгновение инерция продвинет центр масс этой пули на три сантиметра точно на север вдоль траектории, несмотря ни на какие повёрнутые носики. А вот сила сопротивления воздуха, действующая вдоль оси пули, отбросит пулю назад на сантиметр уже под углом к траектории, т.е. центр масс не просто поедет назад по траектории, а сдвинется назад и чуть влево. Опять приходит черёд инерции, и она опять двигает центр масс на три сантиметра вперёд на север, но уже с его нового места – левее первоначальной траектории. А сопротивление воздуха снова сдвигает пулю назад на сантиметр под углом к траектории, и центр масс съезжает ещё левее. И так далее и так далее...

Понятно, что в реальности обе этих силы действуют одномоментно, но их совместное одновременное воздействие смещает в пространстве центр масс пули именно так, как мы представили себе выше, заставляя траекторию пули отклоняться влево от первоначального штилевого направления на север. И чем дольше летит пуля по инерции при правом ветре, теряя свою энергию в полёте, тем больше становится в противоборстве двух сил влияние на пулю силы сопротивления воздуха, и тем круче отклоняется влево её траектория.

А много или мало – две десятых миллиметра отклонения носика вправо... На первых ста метрах дистанции – это, примерно, три сантиметра отклонения точки попадания влево от точки прицеливания.

Итак, обобщая все то, что сказано выше, придется смириться с мыслью, что мы – люди – медленные создания. Мы, как правило, перемещаемся в воздухе со скоростью одного порядка по отношению к скорости перемещения воздушных масс вокруг нас. И если начинает дуть даже слабенький боковой ветер, то мы, стоя на месте, моментально почувствуем, например, щекой его давление. Если же мы побежим вперёд, то давление на щеку этого слабого бокового ветерка мы перестанем чувствовать, хотя он никуда не делся.

А если мы еще увеличим скорость? Например, разгонимся на автомобиле в безветрие до 200 км\час и неосторожно высунемся из верхнего люка? Ну, во-первых, встречный поток воздуха не даст нам открыть глаза. И если нам кто-нибудь скажет, что ровно через секунду мы въедем в поток сильного бокового ветра, дующего справа со скоростью 10 м\сек., то, спустя эту секунду, мы с удивлением обнаружим, что в наше правое ухо (или щеку) не дует никакой ветер. Вообще. Просто ураганный поток встречного воздуха, плющивший нам до этого нос, чуть-чуть повернулся и дует теперь нам в правый глаз. Вот так, на приличной для нас скорости, мы будем ощущать правый боковой ветер.

Пуля же летит со скоростью 1000 м\сек. – почти в двадцать раз быстрее нашего воображаемого автомобиля. Для неё не существует бокового ветра. Она не «понимает» что это такое. Для неё есть только один ветер – встречный. Боковой ветер пуля воспринимает как мизерное изменение направления встречного ветра. И если она стабилизирована в полёте, то отслеживает это изменение направления поворотом носика к ветру.

Да! Чуть не забыл! Про попутный ветер, который якобы подгоняет пулю, дуя ей в «корму»: попутный ветер, в отличие от бокового, не меняет направление вектора аэродинамического сопротивления. Он просто уменьшает его величину. То есть лобовое сопротивление воздуха становится меньше, и пуля летит чуть быстрее. Только и всего. Точных вам выстрелов!

Гарольд Рой Вогн (Harold Roy Vaughn) – автор всеобъемлющей теории расчёта сил и моментов вращающихся снарядов, магистр аэродинамики. Автор теории точного расчёта параметров, необходимых для баллистического совпадения (одна и та же точка попадания снаряда при одинаковых условиях запуска) артиллерийских снарядов с ядерными и бризантными боеголовками. Лауреат премии Американского института Аэронавтики и Астронавтики «За фундаментальный вклад в понимание механики полёта спускаемых аппаратов, бомб и снарядов, а также за новшества в аэродинамическом конструировании, направленные на стабилизацию и минимальное рассеивание для сверхзвукового полёта». Почти 30 лет возглавлял Аэробаллистический отдел Национальной Лаборатории Сандия – одного их крупнейших исследовательских ядерных центров США, где занимался исследованиями проблем динамики полёта и аэродинамики.
Новый личный рекорд BR 744\33
Новый личный рекорд BR-FT 4150\37
Изображение

Реклама
Аватара пользователя
lubitel3333
Мастер
Сообщения: 344
Зарегистрирован: 31 янв 2016, 11:46
Имя: Денис
Арсенал: Ёжики
Город: Омск
Благодарил (а): 5 раз
Поблагодарили: 5 раз

Горизонтальный ветровой снос с точки зрения пули

Сообщение lubitel3333 » 04 апр 2017, 18:06

Когда то даааавно занимался я в авиомодельном кружке. Ну так вот. Всё что здесь описано можно увидеть на примере летающих моделей самолётов. Что то подобное нам тогда обеснял учитель.

Fenix-Vik
Заслуженный ветеран
Сообщения: 3979
Зарегистрирован: 14 янв 2009, 12:53
Имя: Виктор
Арсенал: Армата
Город: Omsk
Благодарил (а): 6 раз
Поблагодарили: 8 раз

Горизонтальный ветровой снос с точки зрения пули

Сообщение Fenix-Vik » 04 апр 2017, 20:35

Ну все на 100м буду белке в глаз в полете с прыжка попадать :D


Вернуться в «Пули / баллистика и всё что связано с кучностью»