Баллистика

Баллистическая терминология

Войдя в густо поросший лесом участок маршрута передвижения, старший сержант Конде Фалькон и его рота обнаружили обширный бункерный комплекс противника, который позже был идентифицирован как командный пункт батальона… Сержант маневрировал к фланговой позиции врага. С пулеметом он в одиночку атаковал ближайшее укрепление, убив врага внутри, после чего у него кончились боеприпасы. Вернувшись к трем солдатам с пустым оружием и взяв в руки винтовку М-16, он сосредоточился на следующем бункере.

— Из наградной записи Медали Почета старшего сержанта Конде Фалькона

Определим основную терминологию баллистики, чтобы глубже погрузиться в тему. Наш источник – Циркуляр «Винтовки и карабины» ТС 3-22.9, приложение В (в редакции от 1 от января 2017 года).

Как мы уже говорили, баллистика подразделяется на внутреннюю, внешнюю и терминальную.

Внутренняя баллистика

В дискурсе внутренней баллистики используется несколько основных терминов для описания физических процессов.

Канал ствола (bore) – внутренняя часть ствола, от дульного среза до патронника.

Патронник (chamber) – часть ствола, принимающая и фиксирующая боеприпас для стрельбы.

Скат патронника, уступ патронника (shoulder) – часть патронника, фиксирующая гильзу со снарядом, за которой начинается пульный вход ствола.

Дульный срез (muzzle) – конец ствола.

Пульный вход (throat) – вход в ствол из патронника. Там снаряд попадает на поля и нарезы внутри канала ствола.

Гран, гр (grain, gr) – единица измерения веса пули либо снаряда. В одном фунте 7000 гранов, в одной унции – 437,5 (1 гран — 0,0647989 грамма – прим. переводчика).

Давление (pressure) – сила, воздействующая на снаряд и порождаемая расширением газов при горении пороха. Давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).

На рисунке ниже показаны некоторые из приведённых терминов внутри автомата М4.

Внешняя баллистика

Ниже будут приведены термины и определения, которые описывают процессы и реакции снаряда во время полета. Эта терминология стандартна для работы с любым оружием или оружейной системой независимо от калибра.

Axis of the bore (Line of Bore) – the line passing through the center of the bore or barrel.

Ось канала ствола, она же линия выстрела (axis of the bore / line of bore) – линия, проходящая через центр канала ствола.

Линия прицеливания (line of sight, LOS) или линия оружие-цель (gun target line, GTL) – прямая линия между механическим или оптическим прицелом, и целью. Она никогда не совпадает с осью канала ствола. LOS – это то, что видит солдат через прицел, это можно изобразить проведением воображаемой линии от глаз стрелка через прицел в бесконечность. LOS аналогична GTL при рассмотрении отношения прицела к цели.

Линия выстрела (line of elevation, LE) – угол между землей и осью канала свтола.

Баллистическая траектория (ballistic trajectory) – путь снаряда под влиянием только внешних сил, как то гравитация и атмосферное трение.

Высота траектории (maximum ordinate) – максимальная высота снаряда над линией прицеливания на пути к точке попадания.

Время полёта (time of flight) – время, которое требуется конкретному снаряду для достижения цели после выстрела.

На следующих рисунках показаны эти термины в ракурсе внешней баллистики.

Терминальная баллистика

Терминальная баллистика – это наука о поведении снаряда от момента столкновения с объектом до полной остановки (терминальная остановка). Включает терминальное влияние на цель.

В связи с этим существует два основных термина:

Кинетическая энергия (kinetic energy, EK) – единица измерения сообщаемой снаряду силы. Кинетическая энергия – это сообщаемая энергия, которой обладает снаряд благодаря своей массе и скорости в момент столкновения. Кинетическая энергия напрямую связана с пробивной способностью снаряда к цели.

Пробивная способность (penetration) – возможность или акт проникновения снаряда в массу цели на основе его сообщенной кинетической энергии. Когда снаряд ударяет по цели, уровень проникновения в цель называется глубиной воздействия. Глубина воздействия – это расстояние от точки столкновения до точки полной остановки снаряда в момент терминальной остановки. В конечном счете, снаряд останавливается после передачи своей инерции равноценной массе среды (она же останавливающая среда).

На следующем рисунке это показано на примере пули M855A1

Обратите внимание, насколько пробит баллистический желатин:

Итак, мы рассмотрели несколько терминов, связанных с различными фазами полета снаряда. В следующий раз мы обсудим дальнейшее практическое применение баллистики.

Оригинальная статья — Ballistics terminology

Таблица характеристики пуль[]

Обозначения

*Сейчас есть ошибка, что если Проникающая способность ниже 20, то фрагментация не происходит, какой бы шанс не был указан

**Предполагая, что все снаряды поражают цель при каждом выстреле. Поскольку каждый снаряд вызывает у брони минимум 1 потерю прочности, он становится эффективным для разрушения брони и, в конце концов, пробивает.

***Этот тип имеет радиус поражения, как и у гранаты, также с типом урона «Осколочная граната»

T Обозначение трассирующих пуль

S Обозначение дозвуковых пуль

Подполя

Баллистику можно изучать с помощью скоростной фотосъемки или высокоскоростных фотоаппаратов . Фотография стрельбы из револьвера Smith & Wesson, сделанная со сверхвысокой скоростью вспышки с воздушным зазором. Используя эту субмикросекундную вспышку, пуля может быть сфотографирована без размытия движения.

Баллистика часто делится на следующие четыре категории:

• Внутренняя баллистика — исследование процессов первоначального ускорения снарядов.
• Переходная баллистика — исследование снарядов при их переходе в автономный полет.
• Внешняя баллистика исследование пролета снаряда ( траектории ) в полете.
• Терминальная баллистика: изучение снаряда и его эффектов при завершении полета.

Внутренняя баллистика

Внутренние баллистики (также внутренняя баллистика), подпол баллистики, является изучением движения в виде снаряда .

В орудиях внутренняя баллистика охватывает время от момента воспламенения пороха до выхода снаряда из ствола орудия

Изучение внутренней баллистики важно для разработчиков и пользователей огнестрельного оружия всех типов, от малокалиберных винтовок и пистолетов до высокотехнологичной артиллерии .. Для реактивных снарядов внутренняя баллистика охватывает период, в течение которого ракетный двигатель обеспечивает тягу.

Для реактивных снарядов внутренняя баллистика охватывает период, в течение которого ракетный двигатель обеспечивает тягу.

Переходная баллистика

Переходная баллистика, также известная как промежуточная баллистика, — это исследование поведения снаряда с момента его вылета из дула до тех пор, пока давление за снарядом не уравняется, поэтому оно находится между внутренней баллистикой и внешней баллистикой .

Внешняя баллистика

Шлиренское изображение пули, летящей в свободном полете, демонстрирующее динамику давления воздуха вокруг пули.

Внешняя баллистика — это часть науки о баллистике, которая изучает поведение снаряда без двигателя в полете.

Внешняя баллистика часто связана с огнестрельным оружием и связана с фазой свободного полета пули после выхода из ствола оружия и до того, как она поразит цель, поэтому она находится между переходной баллистикой и конечной баллистикой .

Однако внешняя баллистика также касается свободного полета ракет и других снарядов, таких как шары, стрелы и т. Д.

Терминальная баллистика

Терминальная баллистика — это изучение поведения и воздействия снаряда при попадании в цель.

Терминальная баллистика актуальна как для малокалиберных снарядов, так и для крупнокалиберных снарядов (стреляющих из артиллерии ). Изучение ударов с чрезвычайно высокой скоростью все еще очень ново и пока в основном применяется при проектировании космических аппаратов .

Влияние внешних факторов на полет пули

С увеличением атмосферного давления плотность воздуха увеличивается, а вследствие этого увеличивается сила сопротивления воздуха и уменьшается дальность полета пули. Наоборот, с уменьшением атмосферного давления плотность и сила сопротивления воздуха уменьшаются, а дальность полета пули увеличивается.

При повышении температуры плотность воздуха уменьшается, а вследствие этого уменьшается сила сопротивления воздуха и увеличивается дальность полета пули. Наоборот, с понижением температуры плотность и сила сопротивления воздуха увеличиваются, и дальность полета пули уменьшается.

При попутном ветре уменьшается скорость полета пули относительно воздуха. С уменьшением скорости полета пули относительно воздуха сила сопротивления воздуха уменьшается. Поэтому при попутном ветре пуля полетит дальше, чем при безветрии.

При встречном ветре скорость пули относительно воздуха будет больше, чем при безветрии, следовательно, сила сопротивления воздуха увеличится, и дальность полета пули уменьшится.

Продольный (попутный, встречный) ветер на полет пули оказывает незначительное влияние, и в практике стрельбы из стрелкового оружия поправки на такой ветер не вводятся.

Боковой ветер оказывает давление на боковую поверхность пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы в зависимости от его направления: ветер справа отклоняет пулю в левую сторону, ветер слева — в правую сторону.

Влияние внешних факторов на полет пули

Скорость ветра определяется с достаточной точностью по простым признакам: при слабом ветре (2-3 м/сек) носовой платок и флаг колышутся и слегка развеваются; при умеренном ветре (4-6 м/сек) флаг держится развернутым, а платок развевается; при сильном ветре (8-12 м/сек) флаг с шумом развевается, платок рвется из рук и т. д.

Скорость ветра

Изменение влажности воздуха оказывает незначительное влияние на плотность воздуха и, следовательно, на дальность полета пули, поэтому оно не учитывается при стрельбе.

Мировые разработки ракет специального назначения

Около 20 лет назад в ходе модернизации одного из ракетных комплексов средней дальности был принят проект противокорабельных баллистических ракет. Такая конструкция размещается на автономной пусковой платформе. Вес снаряда составляет 15 тонн, а дальность пуска – почти 1,5 км.

Траектория баллистической ракеты для уничтожения кораблей не поддается для быстрых расчетов, поэтому предугадать действия противника и устранить данное орудие невозможно.

Такая разработка имеет преимущества:

• Дальность пуска. Эта величина в 2-3 раза больше, нежели у прототипов.
• Скорость и высота полета делают боевое оружие неуязвимым для противоракетной обороны.

Мировые специалисты уверены в том, что оружие массового поражения все-таки можно обнаружить и нейтрализовать. Для таких целей используются специальные разведывательные заорбитные станции, авиацию, подводные лодки, корабли и др. Самым главным «противодействием» является космическая разведка, которая представлена в виде радиолокационных станций.

Баллистическая траектория определяется системой разведки. Полученные данные передаются по месту назначения. Основной проблемой является быстрое устаревание информации – за короткий период времени данные теряют свою актуальность и могут расходиться с настоящим местом нахождения оружия на расстояние до 50 км.

Появление патрона в СССР

Впервые патрон калибра .308 Win появился в СССР у Генсекретаря Леонида Ильича Брежнева. Коробка патронов была подарена ему президентом США вместе с охотничьей винтовкой M1 «Гранд», которая считается первым оружием, ставшим «питаться» данными снарядами. Генеральный секретарь оценил подарок американцев и уже на следующий день отправился с новой винтовкой на охоту. Патрон показал себя крайне эффективным, поэтому вскоре Брежнев отдал приказ начать в Советском Союзе серийное производство патронов 7,62×51 мм.

Создание отечественного патрона 308 калибра

За разработку проекта взялся центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения (АО «ЦНИИТОЧМАШ») города Подольск. Сами патроны изготавливались на станкостроительном заводе на Алтае. Ну а выпуском оружия занимался Ижевский машиностроительный завод (ИЖМАШ) — вскоре он разработал несколько карабинов, заточенных под стрельбу патронами .308 Winchester — «Медведь-3» и «Лось-4».

После распада Советского Союза оружие от российского производителя стало постепенно появляться на международном рынке

Инженеры Европы и Америки обратили внимание, что российский патрон .308 Win не соответствует тем стандартам изготовления, которые используются на Западе. Особенно сильно страдала от этого прочность боеприпаса, а также показатель безопасности при его использовании

Инженеры ЦНИИТОЧМАША были вынуждены внести некоторые изменения в конструкцию.

В середине 90-х годов прошлого столетия на рынке появилась новая винтовка под патрон .308 Win — «Лось-7», а также боеприпасы к ней, которые стали называться 7,62×51М (буква «М» в названии говорит о том, что снаряд был модернизирован). Впоследствии этот снаряд стали использовать и в новом оружии, например, «Вепре-308», и так постепенно он стал основой для большинства нарезных карабинов.

Характеристики отечественного патрона

Первый патрон калибра 7,62×51 мм был изготовлен в СССР в 1974 году. От тех боеприпасов, которые применяются в современных винтовках, снаряд довольно сильно отличается по своим характеристикам:

• тип — полуоболочечный патрон экспансивного действия;
• масса боеприпаса (вместе с порохом) — 25 граммов;
• масса пули экспансивного действия — 9,7 грамма;
• начальная скорость баллистического снаряда — 750 м/с;
• максимальное давление газов после выстреле — 3600 Дж.

Уже тогда подобные характеристики делали патрон калибра .308 Win одним из лучших боеприпасов для ведения охотничьего промысла. Благодаря высокому показателю начальной скорости и хорошей останавливающей силе использовать такой снаряд можно даже для добычи самых крупных зверей: медведя, лося, кабана. При этом пуля достаточно глубоко пробирается в плоть животного, поражая жизненно важные органы, но не оставляет сквозного отверстия.

Улучшение качества

Первые советские патроны калибра .308 Win не отличались высокими стандартами качества, поэтому в конце прошлого века Алтайский станкостроительный завод начал выпуск новых боеприпасов с улучшенными характеристиками:

1. Кучность боя. Была заметно увеличена за счет использования более тяжелой пули. На средних дистанциях (100 метров) показатель разброса составлял не более 30 миллиметров, а на дальних (200 метров) варьировался у отметки в 40-45 миллиметров.

Качество гильзы

Алтайский завод также уделил особое внимание качеству гильзы, с которой соединялась пуля. Теперь она стала более прочной и ровной, что не могло не сказаться на безопасности использования патрона.
Форма пули

Помимо того, что масса баллистического снаряда возросла до 9,72 грамма, изменился и ее внешний вид: хвостовая часть стала иметь коническую форму, а в передней — имелось специальное отверстие с полостью (позволяло пуле раскрываться в теле жертвы).

Таким образом, новый боеприпас стал бить точнее и сильнее, а вопрос о безопасности его использования уже ни у кого не вызывал сомнений. Также более тяжелая пуля стала более устойчивой к порывам ветра, что позволило использовать патрон для стрельбы на сверхдальних дистанциях.

Научные основы судебной баллистики

Научные основы судебной баллистики составляют разработанные в других отраслях науки положения о закономерностях механизма выстрела и возникновения следов на пулях и гильзах от различных частей оружия, на преградах в зависимости от дистанции выстрела. Обусловлено это стандартизацией оружия и боеприпасов к нему. Интенсивность воспламенения, горения порохового заряда, температура, давление пороховых газов
в одной системе оружия одинаковы. Поэтому следы выстрела также относительно постоянны и устойчивы, что и позволяет использовать их для установления некоторых обстоятельств происшествия. Познание этих закономерностей и легло в основу разработки специальных средств, приемов и методов работы с объектами судебной баллистики.

Судебная баллистика тесно взаимосвязана с другими разделами криминалистики, и в первую очередь с трасологией, теорией идентификации, методы которых широко используются
для идентификационных исследований огнестрельного оружия и боеприпасов.

Судебная баллистика непосредственно связана с судебной медициной, судебной химией, судебной биологией, данные которых применяются для исследования оружия, боеприпасов и следов выстрела. Так, судебная медицина изучает закономерности образования огнестрельных повреждений на теле человека.

Броня и проникновение пуль[]

Бронежилеты обеспечивают защиту всех частей тела, даже если это не выглядит так, как будто они их охватывают. Вы можете увидеть, какие части тела защищены, в описании каждого бронежилета.
Когда пуля попадает в бронированную часть тела, она либо полностью останавливается, либо пуля проникает в броню и наносит урон игроку. Если пуля остановлена броней, % урона от пули наносится этой части тела, % зависит от брони. Вероятность проникновения зависит от уровня бронежилета и % прочности бронежилета, а также от уровня проникновения пули. В большинстве сценариев пули либо не имеют возможности пробить броню, либо пробивают её почти при каждом попадании. Это означает, что выбор боеприпасов с самым высоким проникновением чрезвычайно важен для работы с тяжело бронированными игроками.
Каждый раз, когда пуля попадает в бронежилет, он теряет прочность, что снижает его способность защищать вас от пуль, в конечном итоге ломаясь и теряя все защитные способности. Количество урона, наносимого прочности брони, зависит от характеристик пули «урон по броне» и материала брони. Урон по броне — это % урона от патронов.
В то время как угол удара не влияет на бронежилет, пули могут рикошетить от шлема в зависимости от угла выстрела и используемого шлема.

Условности и допущения

Дело в том, что баллистика — наука в достаточной степени эмпирическая; в отличие от, например, евклидовой геометрии, аксиомы которой не менялись со времен, натурально, самого уважаемого Евклида, даже некогда представлявшиеся ключевыми и основополагающими положения баллистики по мере развития экспериментально-измерительно-вычислительных средств и методов могут в достаточной степени пересматриваться и корректироваться. В частности, примерно до середины XX столетия было принято считать, что баллистические свойства пули за все время ее полета не меняются, вследствие чего баллистический коэффициент пули представляет собой постоянное число (как говорят математики — константу). Впоследствии эту парадигму, образно говоря, порвали в клочья американские баллистики, которые смогли четко и однозначно выяснить, что никакая это не константа, а функция — на самом деле баллистический коэффициент пули зависит от ее скорости.

Выраженные в калибрах пропорции эталонных пуль моделей G1 и G7; пуля для стрельбы на большие расстояния Berger Target VLD (внизу) — совершенно очевидно, какая модель ближе

Попутно стало окончательно ясно, что использовавшаяся ранее модель эталонной пули, предложенная еще в 1880-х немецкими исследователями — так называемая модель G1, — для современных пуль, имеющих гораздо более обтекаемую форму, подходит, мягко говоря, не вполне (а по мере выпуска еще более баллистически совершенных пуль — все меньше и меньше). И если на близких и средних дистанциях, где скорость полета пули по сравнению с дульным значением меняется не слишком кардинально, расчеты по модели G1 дают более-менее достоверные результаты, то на больших дистанциях ошибка уже будет очень существенной. Тем не менее, как показывает статистика, большинство производителей для своих пуль (или для снаряженных этими пулями фабричных патронов) ограничивается указанием какого-либо одного значения баллистического коэффициента, соответствующего именно модели G1 как наиболее известной и распространенной. Исключение здесь составляет разве что компания Sierra Bullets, которая в справочных материалах для всех своих пуль указывает, пусть и в соответствии с моделью G1, несколько значений баллистического коэффициента — разбив возможный диапазон скоростей каждой пули на участки, где он варьируется незначительно. Впрочем, в последнее время на упаковках с пулями и в справочных материалах на сайтах их производителей все чаще встречаются данные баллистических коэффициентов, вычисленные по пуле эталонной модели G7. Модель G7 практически идеально соответствует самым современным тенденциям пулестроения, поэтому расчеты по модели G7 принципиально точнее соответствуют истине, чем расчеты по G1 — особенно если речь идет о стрельбе на большие расстояния. Здесь следует снова отметить компанию Berger: вся линейка пуль этой фирмы чуть ли не с момента основания производства снабжается подробнейшей сопроводительной информацией, включающей значения баллистических коэффициентов и по модели G1, и по модели G7 — просто праздник какой-то!

Пули .224-го калибра Hornady V-Max 60 гран и Z-Max 55 гран не имеют «боаттэйлов» — дистанции отстрела животных-вредителей и полчищ зомби обычно невелики

Однако какую бы эталонную модель или методику вычисления мы ни использовали, с самого момента возникновения понятия «баллистический коэффициент» неизменным остается одно — считается, что чем он больше, тем лучше.

Системы наведения ракет

В наше время почти все ракеты имеют систему наведения. Думаю, не стоит объяснять, что попасть по цели, которая находится на расстоянии сотен или тысяч километров, без точной системы наведения просто невозможно.

Систем наведения и их комбинаций очень много. Только среди основных можно отметить систему командного наведения, электродистанционное наведение, наведение по наземным ориентирам, геофизическое наведение, наведение по лучу, спутниковое наведение, а также некоторые другие системы и их сочетание.

Ракета с системой наведения под крылом самолета.

Система электродистанционного наведения имеет много общего с системой на радиоуправлении, но она обладает более высокой устойчивостью к помехам, в том числе, намеренно создаваемым противником. В случае такого управления команды передаются по проводу, который направляет в ракету все данные, необходимые для поражения цели. Передача таким способом возможна только до момента запуска.

Система наведения по наземным ориентирам состоит из высокочувствительных высотомеров, позволяющих отслеживать положение ракеты на местности и ее рельеф. Такая система применяется исключительно в крылатых ракетах ввиду их особенностей, о которых мы поговорим чуть ниже.

Система геофизического наведения основана на постоянном сопоставлении угла положения ракеты относительно горизонта и звезд с эталонными значениями, заложенными в нее перед стартом. Внутренняя система управления при малейшем отклонении возвращает ракету на курс.

При наведении по лучу ракете нужен вспомогательный источник целеуказания. Как правило, им является корабль или самолет. Внешний радар определяет цель и производит ее отслеживание, если она движется. Ракета ориентируется на этот сигнал и сама наводится на него.

Название системы спутникового наведения говорит само за себя. Наведение на цель производится по координатам системы глобального позиционирования. В основном такая система широко используется в тяжелых межконтинентальных ракетах, которые наводятся на статичные наземные цели.

Кроме приведенных примеров, есть также системы лазерного, инерциального, радиочастотного наведения и другие. Также командное управление может обеспечивать связь между командным пунктом и системой наведения. Это позволит изменить цель или вовсе отменить удар уже после запуска.

Благодаря такому широкому перечню систем наведения, современные ракеты могут не только взорвать что угодно и где угодно, но и обеспечить точность, которая иногда исчисляется десятками сантиметров.