BALISTIKA

1. BALISTIKA alebo ako zničiť nepriateľa na prvý pokus

2. Čo je balistika? Balistika (z gr. slova βάλλειν (ballein), „hodiť“) je časť mechaniky, ktorá sa zaoberá letom, správaním sa a účinkom projektilov, obzvlášť guliek, delostreleckých a mínometných granátov, neriadených bômb, rakiet, no i vesmírnych telies atp.; veda alebo umenie návrhu a uvedenia do pohybu, resp. zrýchlenia projektilov, za účelom dosiahnutia požadovaného účinku.

3. Rozdelenie • Forenzná balistika (aplikácia balistiky do kriminalistiky) • Astrodynamika (časť nebeskej mechaniky, ktorá študuje pohyb umelých nebeských telies) • Balistika strelných zbraní (aplikácia do oblastí zbraňových systémov zbraní a ich častí)

4. Streľba z revolveru Smith and Wesson zachytená ultravysokorýchlostnýmforoaparátom

5. Balistika strelných zbraní

6. Balistika strelných zbraní Balistika strelných zbraní sa zaoberá činnosťou projektilu od času výstrelu po čas zásahu cieľa.

7. Rozdelenie Vnútorná Prechodová Terminálna balistika balistikabalistika

8. Vnútorná balistika študuje procesy zrýchľovania projektilu, napríklad pohyb guľky v hlavni.

9. Vnútorná balistika • doba uzamknutia (locktime), čas od uvoľnenia spáleniny do udretia na zápalku • doba vznietenia (ignitiontime), čas od udretia na zápalku do uvedenia projektilu do pohybu • hlavňová doba (barreltime), od uvedenia projektilu do pohybu do momentu, keď projektil začína opúšťať hlaveň

10. Prechodovábalistika taktiež nazývaná vypúšťacia dynamika sa zaoberá štúdiom prechodu medzi internou a externou balistikou, teda skúma procesy, prispievajúce k vymedzeniu dynamického stavu projektilu pri počiatku voľného letu.

11. Vonkajšia balistika popisuje procesy prebiehajúce od okamihu, keď strela opustí hlaveň po interakcie s akýmkoľvek pevným objektom, ako napríklad náraz/zrážka.

12. Výpočet balistickej krivky pre ručné zbrane je pomerne jednoduchý, výsledná sila pôsobiaca na strelu je: Trocha matematiky nezaškodí  F = Fg + Fod kde: Fg……vektor gravitačnej sily Fod…..vektor sily odporu vzduchu (DragForce)

13. Ostatné sily je možné v prípade ručných zbraní zanedbať. Túto vektorovú rovnicu je možné rozpísať do smeru x, y a z (vplyv priečneho vetra). Pre veľkosti týchto síl platia nasledovné jednoduché vzťahy:

14. Fg = m · g Fod = 1/2 · C · S · ρ · v2 kde: m ...... hmotnosť strely C ...... súčiniteľ odporu prostredia (závisí na tvare strely) (DragCoefficient) S ...... plocha prierezu strely ρ ...... hustota vzduchu (tu je možné započítať atmosférické podmienky) v ...... rýchlosť strely (tu je možné zahrnúť pozdĺžny i priečny vietor) 

15. mocnine rýchlosti strely. Odporová sila vzduchu je oveľa väčšia než gravitačná sila pôsobiaca na strelu:  V skutočnosti závislosť sily odporu vzduchu na rýchlosti strely nie je presne kvadratická, pre malé rýchlosti je lineárna, pre rýchlosti okolo rýchlosti zvuku je úmerná tretej

16. Problém s vyjadrením odporovej sily sa odstráni zavedením závislosti C(v), taktiež nazývanú G1 alebo funkcia 1943, t. j. súčiniteľ odporu vzduchu je závislý na rýchlosti strely (funkcia odporu vzduchu, DragFunction). Najčastejšie používaná funkcia C(v) určená pre strelu o hmotnosti jednej libry a kalibru jedného palca. Dodnes všetci výrobcovia streliva požívajú túto funkciu a to aj pre mnohokrát tvarovo podstatne odlišné strely:

17.   Pri výpočte sa použije C(v) podľa funkcie G1 (alebo nejaké iné) a násobí sa koeficientom tvaru T, ktorý udáva, koľkokrát je nami použitá strela horšia/lepšia ako vzorová strela použitej funkcie odporu vzduchu. Konkrétne pri funkcii G1 je koeficient tvaru T pre moderné strely asi 0,5; tj. strely majú podstatne menší súčiniteľ odporu. Odporová sila sa potom počíta podľa vzťahu: Fod = ½ T . C . ρ . S . v^2

18. Je veľmi výhodné zaviesť balistický koeficient BC, rozmer BC je , ale jednotka sa väčšinou neuvádza ("západná" definícia, východná definícia je inak): BC = m/(d^2 . T) m ..... hmotnosť strely v librách d ...... kalibru v palcoch T ...... koeficient tvaru

19. V BC sú obsiahnuté všetky podstatné informácie o strele (ak máme BC, tak pre výpočet už nemusíme poznať hmotnosť, ráž ani tvar strely). BC sa vzťahuje k danej funkcii odporu vzduchu (cez koeficient T), najčastejšie ku G1, ale to výrobcovia striel často zabúdajú uviesť. Znalosť balistického umožňuje výpočet balistickej krivky pre ručné zbrane dostatočne presne. Pre zbrane s veľkým dostrelom je treba započítať aj ďalšie vplyvy, ako je Coriolisova sila a derivácia strely, prípadne modifikovať súčiniteľ odporu vzduchu s uhlom nábehu strely.

20. Coriolisova sila Coriolisova sila vzniká vďaka rotácii Zeme, pôsobí na každý objekt na Zemi, ktorý sa pohybuje nerovnobežne s osou rotácie Zeme a spôsobuje stranovú a výškovú odchýlku strely. Táto sila nezávisí nijako na tvare strely.

21. Ukážka výpočtu pre strelu Sierra MK 168 gr, v0 = 800 m/s, zámerná vzdialenosť 1000 m (výšková odchýlka znamená posun polohy zásahu pri započítaní Coriolisovej sily), štandardná atmosféra, 50 stupňov severnej šírky

22. Príklad pre 155 mm strelu, 43 kg vážiaci, v0 = 700 , štandardná atmosféra, 50 stupňov severnej šírky, uhol výstrelu 45 stupňov Je zrejmé, že vplyv Coriolisovej sily je takmer nepodstatný, najväčšia odchýlka je pri zmene streľby zo Z-V na V-Z a síce 16.6 cm. Dôležitejší vplyv je pre kanóny a húfnice.

23. Terminálna balistika

24. Je to odvetvie vedného odboru balistiky, ktoré sa spolu s fyzikov nárazu zaoberá správaním strely vo chvíli, kedy zasiahne cieľ. Ak je cieľom ľudské telo, alebo iný živý tvor, potom je často označovaná ako "zastavovací efekt".

25. Delenie projektilov Na účely terminálnej balistiky je možné deliť projektily do troch tried: • určené na dosiahnutie • maximálnej presnosti na rôzne vzdialenosti • určené k maximalizácii poškodenia cieľa penetráciou do cieľa ako najhlbšie je to možné • určené k maximalizácii poškodenie cieľa riadenou deformáciou strely, čím sa určuje, ako hlboko do cieľa má strela preniknúť.

26. Maximálna presnosť • Podľa typu terča • papierové • oceľové • Podľa vzdialenosti cieľa • Streľba na krátke vzdialenosti (do 50 m) • Streľba na dlhé vzdialenosti

27. Maximálnapenetrácia Pri streľbe na obrnené ciele alebo veľmi veľkú zver je hĺbka penetrácie najdôležitejším faktorom.

28. Maximálne poškodenie • Strely s riadenou deformáciou Vo vojenstve sa väčšinou nepoužívajú, pretože v medzinárodných stretoch sú zakázané Haagskou konvenciou. Používajú sa hlavne pri love a proti ľuďom v civilnom použití.

29. Schéma zranenia, ktoré bolo spôsobené strelou, u ktorej došlo k riadenej deformácie

30. Strely, kde má prednú časť plochu rovnú takmer deväťdesiatich percentám plochy prierezu strely, sa používajú na lov veľkej a nebezpečnej zveri. • Strely s plochým nosom (Flat point)

31. Strely, pri ktorých dochádza po dopade ku fragmentácii (Fragmenting) Tieto strely sú skonštruované tak, aby sa po dopade do cieľa úplne rozpadli.

32. Schéma zranenia, ktoré bolo spôsobené strelou, u ktorej došlo k fragmentácii

33. Strely ktoré sa po náraze rozpadnú (Frangible) Tieto strely sú používané bezpečnostnými agentmi na palube lietadiel. Minimalizuje sa ich použitím pravdepodobnosť poškodenia lietadla a priestrel cieľa a tým aj ostatných cestujúcich.

34. Schéma zranenia spôsobené strelou z náboja .357 Magnum 80gr GlaserSafetySlug

35. Ďakujem za pozornosť!