Энергия пули в джоулях: Подсчет мощности пневматики Дж

Содержание

Подсчет мощности пневматики Дж

Мощность ― это энергия в единицу времени или количество работы в единицу времени. На самом деле мы замеряем не мощность оружия, а дульную энергию или энергию пули. Пуля ― тело, имеющее определенную массу и скорость. Для расчета энергии пули(или другими словами на языке бытовом «мощности» нашего оружия) используется формула кинетической энергии движущегося тела.

Кинетическая энергия ― это произведение массы тела на скорость, возведенную в квадрат, и все это делим на 2. При этом в формуле масса должна быть указана в килограммах, а скорость в метрах в секунду. Энергия ― это возможность тела совершить работу.

Стандартная формула для кинетической энергии движущегося тела, в нашем случае движущимся телом является пуля.

Чем быстрее она движется и чем тяжелее она, тем более «мощным» является оружие, которое выпустило эту пулю. Если винтовка номер 1 может выпустить пулю массой X со скоростью 200 метров в секунду, а винтовка номер 2 может выпустить пулю массой 2Х  (в 2 раза тяжелее) с этой же скоростью, то это значит, что винтовка номер 2 «мощнее» в 2 раза (а правильнее «дульная энергия» этой винтовки в 2 раза выше)

Чем больше масса и скорость, тем больше энергия, причем можно заметить, что связь не совсем линейная. Смотрите. Если нам удастся разогнать до той же скорости пулю массой в 2 раза больше, то это будет говорить о том, что энергия этой пули в 2 раза больше. А если та же самая пуля полетит со скоростью в 2 раза быстрее, то это будет говорить о том, что ее энергия в 4 раза больше, а не в 2 ― за счет квадрата скорости.


А)К примеру в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 300 м/с ― какая энергия у этой пули?

E = (1,175 х (300х300))/2000 = 52,88 джоулей

делим на 2000 так как масса пули в формуле должна быть в килограммах, а мы вписали значение в граммах для удобства

Б)в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 265 м/с

E = (1,175х(265х265))/2000 = 41,26 джоулей

В)в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 150 м/с

E = (1,175x150x150)/2000 = 13,22 джоулей ― как раз ровно в 4 раза меньше, чем 52,88 (энергия при скорости в 300м/с), то есть снизив скорость в 2 раза, энергия той же пули станет в 4 раза меньше. Увеличили скорость в 2 раза, энергия этой же пули увеличится в 4 раза. Увеличили скорость в 3 раза, энергия вырастет в 9 раз.


Дульная энергия — это… Что такое Дульная энергия?

Дульная энергия — начальная кинетическая энергия пули в момент вылета из ствола. Понятие встречается в Федеральном законе «Об оружии».

Рассчитывается по формуле:

где — масса пули, а — начальная скорость пули.

С расстоянием скорость, а следовательно и кинетическая энергия пули уменьшается под воздействием сопротивления воздуха.


В системе СИ масса берется в килограммах, а скорость — в метрах в секунду, в результате получим энергию в джоулях.

В других системах единиц следует преобразовывать величины соответственно — например,

E — энергия (в фунтах)
v — скорость (футов в секунду)
m — масса (в граммах)

Обычные величины энергии для различных видов оружия

Характеристики патрона 7,62×54 мм R

Огонь по воздушным целям ведётся на расстояния до 500 м. Дульная энергия пули — 329 кГм (1 кГм = 9,80665 Дж. Длина ствола: 605 мм ). Пуля сохраняет своё убойное действие на всей дальности полёта (до 3800 м). Показатели суммарного рассеивания пуль со стальным сердечником при стрельбе очередями из приведённых к нормальному бою СГ-43 и СГМ

[1]:

Дальность стрельбы, м Срединные отклонения по высоте, см Срединные отклонения по ширине, см Энергия пули, кГм
100 6 5 296
200 12 10 243
300 18 15 198
400 23 20 159
500 29 25 127
600 35 29 101
700
41
34 80
800 47 39 64
900 54 44 53
1000 62 49 46
1100 70 54 41
1200 80 59 37
1300 90 64 34
1400 102 69 31
1500 115 75 28
1600 130 82 25
1700 149 88 21
1800 179 94 17
1900 202 102 14
2000 234 109 10

Где срединное отклонение — половина ширины центральной полосы рассеивания, вмещающей 50% всех попаданий. [2]

Примечания

См. также

  • Начальная скорость пули
  • Баллистика — наука о движении тел, брошенных в пространстве, основанная на математике и физике. Она занимается, главным образом, исследованием движения снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия, ракетных снарядов и баллистических ракет.

ПМ – пистолет Макарова кал. 9х18мм — Стрелковый центр «ПОЛИГОН-С»

ПМ – «Пистолет Макарова» принятый на вооружение в 1951 году, ПМ являлся основным личным оружием офицеров Советской армии и сотрудников МВД на протяжении 50 лет, став таким же символом свой эпохи, как и «Наган» символом революции. Имя создателя этого пистолета, Николая Федоровича Макарова стало нарицательным.

ПМ был создан в ответ на требование Советской Армии разработать новый пистолет для самообороны офицерского состава, более компактный и безопасный в обращении, чем пистолет Токарева «ТТ», но, при этом, обладающий большим останавливающим действием пули.

Требованиями оговаривался компактный пистолет с самовзводным ударно-спусковым механизмом и со свободным затвором. Первоначально был разработан новый патрон калибра 9×18 мм и по мощности представлявший собой тот разумный максимум, что можно использовать в пистолете со свободным затвором.

В основу этой разработки легли довоенные немецкие работы в том же направлении, приведшие к созданию фирмой GECO патрона 9х18 мм Ультра.

Нужно отметить, что невзирая на одинаковые обозначения, патрон пистолета ПМ не взаимозаменяем с немецким, так как имеет больший диаметр пули.

Под новый патрон затем были созданы и в 1951 году приняты на вооружение два пистолета: пистолет Макарова – личное оружие самообороны офицеров, и более мощный пистолет для самообороны рядового состава, расчетов орудий и экипажей танков – автоматический пистолет Стечкина «АПС».

Вплоть до начала 1990-х годов ПМ оставался основным оружием самообороны военнослужащих, а также основным оружием милиции. Однако изменение ситуации в мире привело к необходимости принятия на вооружение

более мощного и эффективного личного оружия, разработка которого была начата в рамках конкурса «Грач». Для этого конкурса были разработаны усиленный вариант патрона 9х18 мм ПММ, имевший более легкую пулю и усиленный заряд пороха, разгонявший новую пулю до 430 м/с вместо обычных 315 м/с.

Кроме того, на базе ПМ был создан пистолет ПММ, адаптированный под новые патроны и имевший повышенную до 12 патронов емкость магазина, для чего пришлось увеличить ширину рукоятки пистолета. Кроме того, ПММ приобрел несколько улучшенные щечки рукоятки.

Тем не менее, в 2000 году было объявлено, что конкурс «Грач» выиграл пистолет Ярыгина, созданный на Ижевском Механическом Заводе под индексом МР-443. Таким образом, ПМ будет постепенно сниматься с вооружения ВС, МВД и иных силовых структур России, заменяясь на ПЯ и другие современные пистолеты, однако, в силу тяжелого финансового состояния страны в целом процесс этот будет не быстрым и займет не один год.

На базе ПМ на Ижевском Механическом Заводе – основном производителе пистолета Макарова, был создан ряд модификаций, включающих газовый пистолет ИЖ-79, служебный пистолет ИЖ-71 под патрон 9х17 мм Браунинг, экспортный пистолет Байкал МР-442 калибра 9х18 мм и ряд других.

Правовой режим пневматического оружия — Золотая пуля

На протяжении десятков лет правила оборота оружия регламентировались не законами, а закрытыми постановлениями правительства и ведомственными нормативными актами. При этом речь шла лишь о наиболее поражающем огнестрельном оружии и боеприпасах к нему. Регламентация оборота пневматического оружия отсутствовала вообще.

Но с ростом преступности в криминальный оборот начало вовлекаться и пневматическое оружие. Обычно оно использовалось при совершении хулиганских действий либо для психического воздействия на жертву при грабежах и разбойных нападениях. Это не исключало попыток применения пневматического оружия для совершения особо тяжких преступлений. Объективные возможности для этого имелись.

Например, баллонная винтовка Жирардони образца 1780 года имела калибр 13 мм, вмещала 30 пуль и посылала заряд на 100 метров. В XVIII веке пневматические ружья и винтовки были распространены довольно широко, причем не только как охотничье, но и как боевое оружие, состоящее на вооружении некоторых армий.

В наши дни известны следующие разновидности пневматического оружия: с мехом, пружинно — поршневое, с насосом, баллонное  воздушное и газовое. В России до недавнего времени практически единственным его видом являлась пружинно-поршневая винтовка с качающимся стволом «ИЖ-22», калибром 4,5 мм, с начальной скоростью пули 120 метров в секунду и аналогичный по конструкции пистолет «ИЖ-40». Очевидно, от этих параметров и отталкивался законодатель, устанавливая правовую регламентацию гражданского оборота пневматического оружия в Федеральном законе «Об оружии» от 20 мая 1993 года. Статья  данного закона запретила приобретение, хранение или использование гражданами вне спортивных объектов пневматического оружия калибром более 4,5 мм и скоростью полета пули более 150 метров в секунду.

Но к этому времени положение на оружейном рынке, в том числе и рынке пневматического оружия, существенно изменилось. За счет новых отечественных разработок и резкого увеличения импорта значительно расширился ассортимент ружей и пистолетов, все большее распространение получала газобаллонная пневматика, появились ранее неизвестные пневматические револьверы с большой емкостью барабанов.

При этом начальная скорость полета пули российских винтовок стала достигать 140 — 180 метров в секунду, а принципиально новых револьверов с патроном типа «эйр-картридж»  -170 метров в секунду.

Таким образом, закон отстал от реальностей, сложившихся в сфере оборота пневматического оружия. А перспективы дальнейшего расширения ассортимента пневматики за счет импорта требовали принятия упреждающих правовых решений. Дело в том, что поражающая способность многих зарубежных образцов пневматического оружия далеко выходит за пределы привычных для нас представлений. Так, винтовки с пружинно-поршневым компрессором имеют калибры 4,5 мм, 5 мм, 5,6 мм, 6,35 мм и 9 мм и скорость пули 167 — 335 метров в секунду, причем их дульная энергия колеблется в пределах от 20 до 190 джоулей (для вывода человека из строя убойная сила пули военного оружия должна достигать 78,4 джоуля). Таким образом, пневматические «магнумы» превосходят по боевым характеристикам огнестрельные жилетно — карманные пистолеты («браунинг» 6,35 — 85 Дж) и ненамного уступают армейским моделям (пистолет Макарова — 297 Дж).

За рубежом, начиная с определенного порога мощности, на владение оружием (независимо от принципа его действия) требуется разрешение соответствующих органов. Так, по закону ФРГ «О владении оружием частными лицами» 1972 года огнестрельное оружие, величина энергии выстрела которого не превышает 7,5 Дж, признается «условно опасным», поскольку оно не может причинить смертельное ранение, это касается и пневматики.

Трудно сказать, вникал ли российский законодатель в тактико-технические тонкости и в обоснованность уровня «опасной мощности», но в Законе «Об оружии» от 13 ноября 1996 года в основу дифференциации правового режима пневматического оружия (под правовым режимом оружия следует понимать установленный законами Российской Федерации, постановлениями правительства и другими подзаконными актами порядок производства, продажи, приобретения, хранения, ношения и, использования (применения) оружия гражданами, сотрудниками военизированных организаций и организаций с особыми уставными задачами, а также иными лицами) положена уже не скорость пули, а его дульная энергия, при единственном разрешенном калибре 4,5 мм. При этом оружие разделяется на четыре категории:

1. Пневматические винтовки, пистолеты и револьверы с дульной энергией не более 3 Дж приобретаются без лицензии и не регистрируются (ст. 13 ч. 17). Это так называемая мягкая пневматика, по существу игрушечная, выполненная из пластмассы и стреляющая сферическими пластмассовыми пулями калибра 6 мм с малой начальной скоростью (По мнению сотрудников отделений по предупреждению правонарушений среди несовершеннолетних и врачей — офтальмологов, это опасные игрушки, так как часто становятся причиной повреждений глаз, в том числе и весьма серьезных, влекущих инвалидность.

2. Спортивное оружие с дульной энергией от 3 до 7,5 Дж и калибра до 4,5 мм также приобретается без лицензии и не регистрируется, но такой порядок распространяется лишь на граждан Российской Федерации (ст. 3 ч.2 п.2 и ст.13 ч.4). В эту категорию входит практически все пневматическое оружие, известное российскому рынку: пружинно-поршневые и газобаллонные винтовки, пистолеты, револьверы, стреляющие свинцовыми пулями или металлическими шариками.

Так, при выстреле из традиционной «пневматички» «ИЖ-22» свинцовой пулей «ДН», весящей 550 миллиграммов, дульная энергия составляет 3,96 Дж. Однако испанская винтовка Мопса, свободно реализуемая в нашей торговой сети, обладает повышенной мощностью, придает пуле скорость 170 м/с, при этом энергия выстрела достигает 7,95 Дж, что превышает разрешенные пределы.

Пятнадцатизарядные газобаллонные пистолеты отечественного производства «А-101», «А-111», «А-112» метают металлические шарики весом 330 миллиграммов со скоростью 140 и 150 метров в секунду, что соответствует дульной энергии 3,23 и 3,71 Дж. В технических паспортах данных пистолетов специально оговаривается, что энергия шарика менее 5 джоулей, это призвано подчеркнуть их безопасность.

Между тем и названные, и другие пистолеты точно копируют боевое оружие, имеют соответствующую массу (около киллограмма), многозарядные магазины, высокую скорострельность и значительную пробивную способность (например, шарик, выстреленный из «А-101» с восьми метров, пробивает бутылку из-под шампанского), что делает реальным использование их для совершения преступлений

3. Спортивное оружие с дульной энергией свыше 7,5 Дж и калибра более 4,5 мм ограничено в гражданском обороте и может использоваться лишь на спортивных объектах (ст. 3 ч. 2 п. 2 и ст. 6 п. 2). В нашей стране подобное оружие распространения не получило.

4. Охотничье оружие с дульной энергией не более 25 Дж может приобретаться гражданами Российской Федерации, имеющими охотничьи билеты, и подлежит регистрации в органах внутренних дел (ст. 3 ч. 2 п. 3 и ст. 13 ч. 6 и ч. 10). В России оно тоже практически не встречается.

Таким образом, действующее законодательство устанавливает следующие градации мощности пневматического оружия:

До 3 Дж — игрушки, находящиеся в свободном обороте.

От 3 до 7,5 Дж — спортивно-бытовые винтовки и пистолеты, составляющие основную массу пневматического оружия на отечественном рынке и также находящиеся в свободном обороте.

От 7,5 до 25 Дж — спортивное и охотничье оружие повышенной мощности, оборот которого ограничен и находится под контролем органов внутренних дел.

Свыше 25 Дж — несмотря на то что на мировом оружейном рынке имеется немало моделей, намного превышающих по мощности этот рубеж, в законе о них не упоминается вообще. Это, несомненно, досадный пробел. Хотя, если прибегнуть к логическому толкованию закона, то такой запрет вытекает из статей 3, б и 13 Закона «Об оружии».

Впрочем, даже прямо выраженные и четко сформулированные запреты и ограничения относительно пневматических «магнумов» не имеют подкрепляющих санкций. Дело в том, что приведенная классификация пневматического оружия подчинена лишь узким задачам лицензионно-разрешительной системы органов внутренних дел (подобная направленность характерна для Закона «Об оружии» в целом). Ответственность за нарушение порядка его оборота отсутствует, так как статья 222 УК Российской Федерации не предусматривает пневматического оружия в качестве предмета преступления. То есть налицо расхождение норм административного и уголовного закона.

Недооценка опасности пневматического оружия (вытекающая из незнания всех его разновидностей) привела к тому, что статья 219 Таможенного кодекса Российской Федерации не предусматривает его в качестве предмета контрабанды, традиционно ограничиваясь упоминанием огнестрельного оружия, боеприпасов к нему и взрывных устройств. Статьи 205 («терроризм») и 212 («мас­совые беспорядки») Уголовного кодекса РФ тоже признают в качестве квалифицирующих признаков применение лишь огнестрельного оружия.

Зато в постановлении № 1 пленума Верховного Суда Российской Федерации от 17 января 1997 года «О практике применения судами законодательства об ответственности за бандитизм» наличие пневматического оружия толкуется в качестве необходимого признака вооруженности банды, хотя ранее бандой признавалась только такая преступная группа, которая обладала огнестрельным или холодным (в криминалистическом смысле) оружием.

Представляет определенный интерес вопрос о правовом режиме ружей для подводной охоты, в которых метание гарпуна осуществляется энергией сжатого воздуха. Это опасное оружие: по опубликованным данным, при выстреле на суше 250 граммовая стрела пролетает более 100 метров. Несмотря на это, в публикациях высказывается мнение о том, что подобные ружья не подпадают под действие Закона «Об оружии», так как относятся к «стреляющим устройствам небоевого назначения (СУНН)». Вряд ли с упомянутым мнением можно согласиться. Понятие «СУНН» устарело, а с принятием Закона «Об оружии» вообще утратило смысл, ибо по терминологии данного закона оно охватывает все перечисленные в статье 2. виды стрелкового оружия, кроме боевого (граждан­ское и служебное).

Попробуем разобраться по существу. Ружья для подводной охоты с пружинным и резиновым боем в соответствии со стать­ей 1 Закона «Об оружии» относятся к категории метательного оружия, являющегося разновидностью оружия спортивного (ст.З ч. 2 п. 2 названного закона). В соответствии со ст. 6 п. 2 Закона «Об оружии», хранение и использование метательного оружия вне спортивных объектов запрещено, а статья 222 ч.4 УК РФ устанавливает за его незаконные приобретение, сбыт или ношение (но не хранение и использование) уголовную ответственность. Анализируя принцип действия ружей для подводной охоты, использующих для выстрела энергию сжатого воздуха, можно прийти к выводу, что, поскольку они опосредованно (через толкатель) воздействуют на гарпун, то и относятся не к пневматическому, а к метательному оружию.

Трудно представить, в пределах каких спортивных объектов могут использоваться ружья для подводной охоты, да и вряд ли можно предположить, что законодатель имел целью запретить их свободный оборот. Скорее всего эта категория метательного оружия выпала из поля зрения законодателя, который в первую очередь считает таковым луки и арбалеты. Подтверждением подобного вывода является широкий ассортимент ружей для подводной охоты в свободной продаже в охотничьих и спортивных магазинах.

Изложенное выше наглядно доказывает, что классификация оружия должна осуществляться не по технико — криминалистическим признакам или целевому назначению, отвечающему задачам лицензионно — разрешительной системы, а по его поражающим свойствам, позволяющим дифференцировать и применение уголовно-правовых санкций.

В этих целях предлагается разделять оружие независимо от принципа действия на три категории: ошеломляющее, убойно — травматическое и смертоносное.

Ошеломляющее оружие — специальные устройства, предназначенные для нетравмирующего воздействия на человеческий организм с целью кратковременного расстройства его функций, препятствующего совершению активных целенаправленных действий (аэрозольные упаковки, пистолеты и револьверы, снаряженные веществами слезоточивого и раздражающего действия, светошоковые и светозвуковые устройства токсического воздействия и т. п.).

Убойно-травматическое оружие — предметы и механизмы, специально предназначенные для поражения живой цели с временным выведением ее из строя путем нарушения физической целостности или нормального функционирования организма (электрошоковые устройства и искровые разрядники, резиновые палки, пневматическое оружие с дульной энергией до 7,5 Дж и калибром не свыше 4,5 мм, ружья для подводной охоты и т.п.).

Смертоносное оружие — предметы и механизмы, предназначенные для причинения смерти или вреда здоровью человека, либо для добывания животных (огнестрельное, холодное, метательное оружие, пневматическое оружие с дульной энергией свыше 7,5 Дж и калибром свыше 4,5 мм).

В заключение следует отметить, что проблема правового режима не только пневматического, но и оружия вообще нуж­дается не просто в совершенствовании, а в радикальном пересмотре.

Корецкий Данил Аркадьевич.

полковник милиции, доктор юридических наук, профессор,

Юридический институт МВД России, Ростов-на-Дону

Библиотека сайта «Энциклопедия вооружений»

Убийственная капля кефира / Хабр

На всякого мудреца довольно простоты.
А. Н. Островский

Иногда при чтении статей или комментариев на Хабре хочется воскликнуть: сэр, если бы вы могли осознать, какой величины глупость написали, то умерли бы от смеха!
Люди иногда ставят действительность с ног на голову и, что удивительно, за это получают «плюсы» поощрения других пользователей Хабра.
К статье о вреде излучений мобильных телефонов, WiFi и т. п. появился такой комментарий, который публика оценила весьма высоко (+6 на момент написания этих слов):

Максимальная излучаемая мощность (ватт):
GSM-1800 — 1.
GSM-900 — 2.
CDMA2000 — 0,25.
WiFi — 0,1.
А энергия пули около 1000 Дж (0.2 ккал, как в капле кефира)
Но это не мешает ей убивать…
Мощность еще не показатель…

Давайте разберемся, мощность — это показатель или нет, решив следующую задачу.


Пуля, кинетическая энергия которой 1000 Дж, попадает в человека и убивает его. Оцените, какова средняя мощность пули при взаимодействии с телом человека.

Для простоты: масса пули 8 грамм, пуля проникает в тело на 10 см и останавливается. Варианты ответа:

Мощность пули в этих условиях сравнима с мощностью мотора…


A

. Кофемолки (20 Вт)


B

. Электродрели (300 Вт)


C

. Мопеда (4000 Вт)


D

. Автомобиля Hummer h3 с двигателем 6.2 л (300000 Вт)


E

. Автомобиля БелАЗ 75600, самого большого грузовика, производимого в СНГ: собственная масса 240 тонн, грузоподъемность 320 тонн, общая масса 560 тонн (2600000 Вт)


Давайте посчитаем. Что такое «средняя мощность»? Это энергия, деленная на время. Энергия нам известна: 1000 Дж. По условию, пуля полностью останавливается в теле, т. е. она теряет всю свою кинетическую энергию. Осталось определить время, за которое пуля останавливается в теле. Кто-то еще не успел забыть, что кинетическая энергия равна половине массы тела, умноженной на квадрат скорости:

Е = ½·m·v2

Отсюда находим скорость пули:

v = (2·E/m)½ = (2·1000 Дж/0. 008 кг)½ = 500 м/с

Пуля летела с начальной скоростью 500 м/с и, пройдя 10 см, остановилась. Сколько времени она двигалась? Для простоты считаем движение пули равноускоренным. Тогда, возможно, ещё не все успели забыть, что при равноускоренном движении пройденный путь s можно выразить через ускорение a и время t так:

s = ½·a·t2

Но ускорение нам тоже не известно. Как быть? Выразим ускорение через скорость и время:

a = v/t

тогда

s = ½·(v/t)·t2

или, после сокращения t справа, умножения обеих частей на 2 и деления на v:

t = 2·s/v = 2·0.1 м/500 м/с = 0.0004 с

Пуля делает фатальное отверстие в теле за 1/2500-ю долю секунды!
Найдем окончательный ответ, т. е. среднюю мощность пули:

P = E/t = 1000 Дж/0.0004 c = 2500000 Вт (!!)

Два с половиной мегаватта! Это лишь незначительно меньше мощности самого мощного БелАЗа (2.6 МВт), везущего кроме собственных 240 тонн еще 320 тонн груза. Это больше мощности средне-крупного дэйтацентра (2 МВт).

Пуля, на самом деле, имеет громадную для столь крохотного объекта кинетическую энергию, и расходует эту энергию с невероятной скоростью: всего за 1/2500-ю долю секунды. Именно поэтому она имеет столь впечатляющую мощность, более чем в миллион раз превышающую мощность излучения GSM-телефона и, в результате, убивает. Так что, перефразируя известную поговорку, «мощность имеет значение».

Почему же не убивает капля кефира? Во-первых, капля (1/12 грамма) кефира имеет энергетическую ценность гораздо меньше 1000 Дж. Это, скорее, калорийность капли мёда. Ну хорошо, а капля мёда-то почему не убивает? Не разрывает на части того самого бедного хомяка, которого разрывает капля никотина?
У меня почти нет сомнений, дорогой читатель, если вы дочитали до этого места, то знаете ответ…

Начальная скорость пули: факторы влияния

Для стрелка начальная скорость пули (снаряда) является едва ли не самой главной из всех величин, рассматриваемых во внутренней баллистике.

И действительно, от этой величины зависит наибольшая дальность стрельбы, дальность прямого выстрела, т. е. наибольшая дальность стрельбы прямой наводкой по видимым целям, при которой высота траектории полета пули не превосходит высоту цели, время движения пули (снаряда) до цели, ударное действие снаряда по цели и другие показатели.

Вот почему необходимо внимательно относиться к самому понятию начальной скорости, к способам ее определения, к тому, как изменяется начальная скорость при изменении параметров внутренней баллистики и при изменении условий стрельбы.

Пуля при выстреле из стрелкового оружия, начиная передвигаться по каналу ствола под действием пороховых газов все быстрее, достигает своей максимальной скорости в нескольких сантиметрах от дульного среза. Затем, двигаясь по инерции и встречая сопротивление воздушной среды, пуля начинает терять свою скорость. Следовательно, скорость движения пули все время меняется. Учитывая это обстоятельство, скорость пули принято фиксировать только в каких-нибудь определенных фазах ее движения. Обычно фиксируют скорость пули при вылете ее из канала ствола.

Скорость движения пули у дульного среза ствола в момент вылета ее из канала ствола называется начальной скоростью.

За начальную скорость принимается условная скорость, которая несколько больше дульной и меньше максимальной. Она измеряется расстоянием, которое могла бы преодолеть пуля за 1 секунду по вылете из канала ствола, если бы на нее не действовали ни сопротивление воздуха, ни ее тяжесть. Так как скорость пули в некотором удалении от дульного среза мало отличается от скорости при вылете ее из канала ствола, при практических расчетах обычно считают, что наибольшую скорость пуля имеет в момент вылета из канала ствола, т. е. что начальная скорость пули является наибольшей (максимальной) скоростью.

Начальная скорость определяется опытным путем с последующими расчетами. Величина начальной скорости пули указывается в таблицах стрельбы и в боевых характеристиках оружия.

Так, при стрельбе из 7,62-мм магазинной винтовки системы Мосина обр. 1891/30 гг. начальная скорость легкой пули равна 865 м/сек, а тяжелой пули — 800 м/сек. При стрельбе из 5,6-мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8 начальная скорость пули различных партий патронов колеблется в пределах 280-350 м/сек.

Величина начальной скорости является одной из самых важных характеристик не только патронов, но и боевых свойств оружия. Однако судить о баллистических свойствах оружия только по одной начальной скорости пули нельзя. При увеличении начальной скорости увеличивается дальность полета пули, дальность прямого выстрела, убойное и пробивное действие пули, а также уменьшается влияние внешних условий на ее полет.

Величина начальной скорости пули зависит от длины ствола оружия; массы пули; массы, температуры и влажности порохового заряда патрона, формы и размеров зерен пороха и плотности заряжания.

Чем длиннее ствол стрелкового оружия, тем большее время на пулю воздействуют пороховые газы и тем выше начальная скорость пули.

Также необходимо рассматривать начальную скорость пули в сочетании с ее массой. Очень важно знать, какой энергией обладает пуля, какую работу она может выполнить.

Из физики известно, что энергия движущегося тела зависит от его массы и скорости движения. Следовательно, чем больше масса пули и скорость ее движения, тем больше кинетическая энергия пули. При постоянной длине ствола и постоянной массе порохового заряда начальная скорость тем больше, чем меньше масса пули. Увеличение массы порохового заряда приводит к повышению количества пороховых газов, а следовательно, и к повышению величины максимального давления в канале ствола и увеличению начальной скорости пули. Чем больше масса порохового заряда, тем больше максимальное давление и начальная скорость пули.

Длина ствола и масса порохового заряда увеличиваются при конструировании образцов стрелкового оружия до наиболее рациональных размеров.

С повышением температуры порохового заряда увеличивается скорость горения пороха, а поэтому увеличиваются максимальное давление и начальная скорость пули. При понижении температуры заряда начальная скорость уменьшается. Увеличение (уменьшение) начальной скорости вызывает увеличение (уменьшение) дальности полета пули. В связи с этим при стрельбе обязательно нужно учитывать поправки дальности на температуру воздуха и заряда (температура заряда примерно равна температуре воздуха).

С повышением влажности порохового заряда уменьшаются скорость его горения и начальная скорость пули.

Форма и размеры пороха оказывают существенное влияние на скорость горения порохового заряда, а следовательно, и на начальную скорость пули. Они подбираются соответствующим образом при конструировании оружия.

Плотностью заряжания называется отношение массы заряда к объему гильзы при вставленной пуле (каморы сгорания заряда). При очень глубокой посадке пули значительно увеличивается плотность заряжания, что может привести при выстреле к резкому скачку давления и вследствие этого к разрыву ствола, поэтому такие патроны нельзя использовать для стрельбы. При уменьшении (увеличении) плотности заряжания увеличивается (уменьшается) начальная скорость пули.

Таблица 1
Пробивное действие легкой пули
7,62-мм снайперской магазинной винтовки
системы Мосина обр. 1891/30 гг.
(при стрельбе на расстояния до 100 м)
МатериалПроникание
пули, см
Стальная плита0,6
Железная плита1,2
Слой гравия или щебня10-12
Кирпичная кладка15-20
Сосновые доски (по 2,5 см
каждая), поставленные с
промежутками в 2,5 см
35 досок
Дерево по торцудо 150
Стенка из дубового дерева70
Слой мягкой глины70-80
Земля60-70
Слой утрамбованного снегадо 350

Пробивное действие пули (таблицы 1 и 2) характеризуется ее кинетической энергией (живой силой). Кинетическая энергия, которую сообщают пуле пороховые газы в момент вылета ее из канала ствола, называется дульной энергией. Энергия пули измеряется в джоулях.

Винтовочные пули обладают громадной кинетической энергией. Так, дульная энергия легкой пули при стрельбе из винтовки образца 1891/30 гг. равна 3600 Дж. Насколько велика энергия пули, видно из следующего: чтобы получить в столь короткий отрезок времени (не путем выстрела) такую энергию, потребовалась бы машина мощностью 3000 л. с.

Из всего сказанного ясно, какое большое практическое значение имеет для стрельбы большая начальная скорость и зависимая от нее дульная энергия пули. С увеличением начальной скорости пули и ее дульной энергии увеличивается дальность стрельбы; траектория пули становится более отлогой; значительно уменьшается влияние внешних условий на полет пули; увеличивается пробивное действие пули.

В то же время на величину начальной скорости пули (снаряда) большое влияние оказывает износ канала ствола. В процессе эксплуатации ствол оружия подвергается значительному износу. Этому способствует целый ряд причин механического, термического, газодинамического и химического характера.

Прежде всего пуля при прохождении по каналу ствола, вследствие больших сил трения, закругляет углы полей нарезов и производит истирание внутренних стенок канала ствола. Кроме того, движущиеся с большой скоростью частицы пороховых газов ударяют с силой в стенки канала ствола, вызывая на их поверхности так называемый наклеп. Это явление заключается в том, что поверхность канала ствола покрывается тонкой коркой с постепенно развивающейся в ней хрупкостью. Происходящая при выстреле упругая деформация расширения ствола приводит к появлению на внутренней поверхности металла мелких трещин. Образованию таких трещин способствует и высокая температура пороховых газов, которые в силу очень короткого действия вызывают частичное оплавление поверхности канала ствола. В нагретом слое металла возникают большие напряжения, которые в конечном счете и приводят к появлению и увеличению этих мелких трещин. Повышенная хрупкость поверхностного слоя металла и наличие к тому же трещин на нем приводят к тому, что пуля при прохождении по каналу ствола производит сколы металла в местах трещин. Износу ствола в значительной мере способствует и нагар, остающийся в канале ствола после выстрела. Он представляет собой остатки сгорания капсюльного состава и пороха, а также металла, соскобленного с пули или выплавленного из нее, оторванных газами кусочков дульца гильзы и т. д.

Имеющиеся в нагаре соли обладают свойством вбирать в себя из воздуха влагу, растворяться в ней и образовывать растворы, которые, вступая в реакцию с металлом, приводят к его коррозии (оржавлению), появлению в канале ствола сначала сыпи, а затем и раковин. Все эти факторы приводят к изменению, разрушению поверхности канала ствола, что влечет за собой увеличение его калибра, особенно у пульного входа, и, естественно, снижению в целом его прочности. Поэтому отмеченное изменение параметров при износе ствола ведет к уменьшению начальной скорости пули (снаряда), а также к резкому ухудшению боя оружия, т. е. к потере им своих баллистических качеств.

Если во времена Петра I начальная скорость полета ядра доходила до 200 метров в секунду, то современные артиллерийские снаряды летят значительно быстрее. Скорость полета современного снаряда в первую секунду равна обычно 800-900 метрам, а некоторые снаряды летят еще быстрее, — со скоростью 1000 и более метров в секунду. Эта скорость так велика, что снаряд, когда он летит, даже не виден. Следовательно, современный снаряд летит со скоростью, в 40 раз превышающей скорость курьерского поезда и в 8 раз превышающей скорость самолета.

Впрочем, здесь речь идет об обыкновенных пассажирских самолетах и об артиллерийских снарядах, летящих со средней скоростью.

Если же взять для сравнения, с одной стороны, самый «медленный» снаряд, а с другой — современный реактивный самолет, то разница будет уже не так велика, и притом не в пользу снаряда: реактивные самолеты летят со средней скоростью около 900 километров в час, то есть около 250 метров в секунду, а очень «медленный» снаряд, например снаряд 152-миллиметровой самоходной гаубицы «Мста» 2 С19, при наименьшем заряде пролетает в первую секунду всего лишь 238 метров.

Получается, что реактивный самолет не только не отстанет от такого снаряда, но и перегонит его.

Пассажирский самолет пролетает за час около 900 километров. Сколько же пролетит за час снаряд, летящий в несколько раз быстрее самолета? Казалось бы, снаряд должен пролететь за час около 4000 километров.

На самом деле, однако, весь полет артиллерийского снаряда продолжается обычно меньше минуты, снаряд пролетает 15-20 километров и лишь у некоторых орудий — больше.

Таблица 2
Пробивное действие пули
5,6-мм малокалиберной винтовки ТОЗ-8
(при   стрельбе на расстояние до 25 м)
МатериалПроникание
пули, см
Листовое железо0,2
Кирпичная кладка2,0
Сосновые доски8,0
Фанера3,2
Сухой дуб3,0
Слой мягкой глины8,0

В чем же тут дело? Что мешает снаряду лететь так же долго и так же далеко, как летит самолет?

Самолет летит долго потому, что воздушный винт тянет или реактивный двигатель толкает его все время вперед. Двигатель работает несколько часов подряд — пока хватит горючего. Поэтому и самолет может лететь непрерывно несколько часов подряд.

Снаряд же получает толчок в канале орудия, а дальше летит уже сам по себе, никакая сила больше не толкает его вперед. С точки зрения механики летящий снаряд будет телом, движущимся по инерции. Такое тело, учит механика, должно подчиняться очень простому закону: оно должно двигаться прямолинейно и равномерно, если только к нему не приложена больше никакая сила.

Подчиняется ли снаряд этому закону, движется ли он прямолинейно?

Представим, что за километр от нас находится какая-либо цель, например пулеметная точка противника. Попробуем навести орудие так, чтобы ствол его был направлен прямо в пулемет, потом произведем выстрел.

Сколько бы раз мы так ни стреляли, в цель мы не попадем никогда: всякий раз снаряд будет падать на землю и разрываться, пролетев всего лишь метров 200-300. Если мы будем продолжать опыты, то скоро придем к такому выводу: чтобы попасть, нужно направить ствол не в цель, а несколько выше ее.

Выходит, что снаряд летит вперед не по прямой линии: в полете он опускается. В чем дело? Почему снаряд летит не прямолинейно? Какая сила тянет снаряд вниз?

Ученые-артиллеристы конца XVI и начала XVII века так объясняли это явление: снаряд, летящий наклонно вверх, теряет силу, подобно человеку, взбирающемуся на крутую гору. И когда снаряд окончательно потеряет силу, он на миг остановится в воздухе, а затем камнем упадет вниз. Путь снаряда в воздухе казался артиллеристам XVI века таким, как изображено на рисунке.

В наши дни все люди, изучавшие физику, зная законы, открытые Галилеем и Ньютоном, дадут более верный ответ: на летящий снаряд действует сила тяжести и заставляет его опускаться во время полета. Ведь всякий знает, что брошенный камень летит не прямо, а описывает кривую и, пролетев небольшое расстояние, падает на землю. При прочих равных условиях камень летит тем дальше, чем сильнее он брошен, чем большую скорость он получил в момент броска.

Поставим на место человека, бросающего камень, орудие, а камень заменим снарядом; как и всякое летящее тело, снаряд будет притянут при полете к земле и, следовательно, отойдет от той линии, по которой он был брошен; эта линия так и называется в артиллерии линией бросания, а угол между этой линией и горизонтом орудия — углом бросания.

Если предположить, что на снаряд при его полете действует только сила тяжести, то под действием этой силы в первую секунду полета снаряд опустится приблизительно на 5 метров (точнее — на 4,9 метра), во вторую — почти на 15 метров (точнее — на 14,7 метра) и в каждую следующую секунду скорость падения будет увеличиваться почти на 10 метров в секунду (точнее — на 9,8 метра в секунду). Таков закон свободного падения тел, открытый Галилеем.

Поэтому-то линия полета снаряда — траектория — получается не прямой, а точно такой же, как и для брошенного камня, похожей на дугу.

Кроме этого, можно задаться вопросом: нет ли связи между углом бросания и расстоянием, которое пролетает снаряд?

Попробуем выстрелить из орудия один раз при горизонтальном положении ствола, другой раз — придав стволу угол бросания 3 градуса, а в третий раз — при угле бросания 6 градусов.

В первую же секунду полета снаряд должен отойти вниз от линии бросания на 5 метров. И значит, если ствол орудия лежит на станке высотой 1 метр от земли и направлен горизонтально, то снаряду некуда будет опускаться, он ударится о землю раньше, чем истечет первая секунда полета. Расчет показывает, что уже через 6 десятых секунды произойдет удар снаряда о землю.

Снаряд, брошенный со скоростью 600-700 метров в секунду, при горизонтальном положении ствола пролетит до падения на землю всего лишь метров 300. Теперь произведем выстрел под углом бросания в 3 градуса.

Линия бросания пойдет уже не горизонтально, а под углом в 3 градуса к горизонту.

По нашим расчетам, снаряд, вылетевший со скоростью 600 метров в секунду, должен был бы через секунду подняться уже на высоту 30 метров, но сила тяжести отнимет у него 5 метров подъема, и на самом деле снаряд окажется на высоте 25 метров над землей. Через 2 секунды снаряд, не будь силы тяжести, поднялся бы уже на высоту 60 метров, на самом же деле сила тяжести отнимет на второй секунде полета еще 15 метров, а всего 20 метров. К концу второй секунды снаряд окажется на высоте 40 метров. Если продолжим расчеты, они покажут, что уже на четвертой секунде снаряд не только перестанет подниматься, но начнет опускаться все ниже и ниже. И к концу шестой секунды, пролетев 3600 метров, снаряд упадет на землю.

Расчеты для выстрела под углом бросания 6 градусов похожи на те, которые мы только что делали, но считать придется много дольше: снаряд будет лететь 12 секунд и пролетит 7200 метров.

Таким образом, мы поняли, что чем больше угол бросания, тем дальше летит снаряд. Но этому увеличению дальности есть предел: дальше всего снаряд летит, если его бросить под углом 45 градусов. Если еще увеличивать угол бросания, снаряд будет забираться все выше, но зато падать он будет все ближе.

Само собой разумеется, что дальность полета будет зависеть не только от угла бросания, но и от скорости: чем больше начальная скорость снаряда, тем дальше он упадет при прочих равных условиях.

Например, если бросить снаряд под углом 6 градусов со скоростью не 600, а 170 метров в секунду, то он пролетит не 7200 метров, а всего лишь 570.

Следовательно, реальная наибольшая начальная скорость снаряда, которую можно достичь в классическом артиллерийском орудии, принципиально не может превзойти величины 2500-3000 м/с, а реальная дальность стрельбы не превышает нескольких десятков километров. В этом заключается особенность артиллерийских ствольных систем (в том числе и стрелкового оружия), осознав которую человечество в стремлении к космическим скоростям и дальностям обратилось к использованию реактивного принципа движения.

Сергей Монетчиков
Фото Владимира Николайчука
и из архива автора
Братишка 08-2009

Измерение дульной энергии, экспертиза пневматического оружия

Оборот, хранение, ношение и применение пневматического оружия и конструктивно сходных с оружием предметов регламентируется Законом Республики Беларусь «Об оружии». Соответственно, если вы приобретете с рук прошедшую неизвестно через чьи руки винтовку, начнете перевозить ее в незачехленном виде, стрелять в городе и совершать прочие сомнительные действия, то первое, на что обратят внимание при вашем задержании – это определение статуса предмета, из которого вы производили выстрелы в соответствии с законодательством. Основными критерием тут являются принцип работы предмета (энергия сжатого воздуха, пороха и так далее) и, если речь зашла именно о пневматике, то ее дульная энергия. Иногда говорят про мощность, но в Джоулях измеряется именно энергия, и это энергия выпущенной из пневматики пули (иного снаряда), а не самой винтовки. Данная величина может меняться в зависимости от снаряда (например, легкую пулю разрывает в канале ствола и далее ее осколки вылетают со скоростью, близкой к первой космической, а тяжелая пуля покидает ствол на 180 м/с).

Мы не вправе давать официальные заключения по статусу вашей пневматики и ее энергии, так что полученные с нашей помощью результаты измерений – это лишь предназначенная для собственного использования информация, которая позволит вам определиться с дальнейшими действиями (стрелять спокойно во дворе, поменять пружину на более слабую, заняться легализацией ставшей охотничьей винтовки и так далее). Для измерения энергии мы используем известную всем из школьного курса физики формулу, вашу пневматику (в том числе для страйкбола), ваши или наши пульки, а также хронограф. Достаточное в большинстве случаев число замеров: 3-5. Стоимость услуги составляет 10 руб.

Если вы не хотите платить нам за измерение дульной энергии, оценку мощности пневматики, то можете купить хронограф и сделать это самостоятельно. Мы принимаем для проведения оценки любые образцы пневматики, проводим оценку в вашем присутствии, оставляя за собой право сообщать любую информацию о вас и вашем оружии, если легальность его приобретения, хранения и ношения вызывает сомнения.

Дульная энергия | Военная вики

Дульная энергия — это кинетическая энергия пули, выпущенной из дула огнестрельного оружия. Он часто используется как приблизительное указание на разрушительный потенциал данного огнестрельного оружия или боеприпасов. Чем тяжелее пуля и чем быстрее она движется, тем выше ее дульная энергия и тем больше повреждений она нанесет. Общая формула кинетической энергии:

где

v — скорость пули
м — масса пули.

Расчет дульной энергии []

Следует проявлять осторожность при использовании этой формулы, чтобы использовались согласованные единицы.

  • В единицах СИ:
    • Если масса m выражена в килограммах, а скорость v — в метрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет выражаться в джоулях.
    • Если масса m выражена в граммах, а скорость v — в километрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет в килоджоулей.
  • В американских технических единицах:
  • Масса, м , обычно указывается в зернах, а скорость v в футах в секунду, но кинетическая энергия E k обычно указывается в фут-фунт сила (сокращенно фут-фунт-сила). Большинство публикаций по спортивному оружию в Соединенных Штатах сообщают о дульной энергии в фунтах на фут. Если м задано в зернах и v в футах в секунду, можно использовать следующее уравнение, которое дает энергию в фунтах-футах силы:
  • При публикации кинетической энергии Таблицы боеприпасов для стрелкового оружия, ускорение свободного падения 32.163 фут / с 2 вместо стандарта 32,1739 фут / с 2 используется [необходима ссылка ] . Таким образом, формула принимает следующий вид:

Энергия пули, остаточная энергия, энергия нижней дальности и энергия удара снаряда также могут быть рассчитаны с использованием приведенных выше уравнений.

Типичная дульная энергия обычного огнестрельного оружия и патронов []

Примеры уровней дульной энергии различных типов огнестрельного оружия
Огнестрельное оружие Калибр Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
пружина пневматического пистолета .177 15 20
Пружина магазина пневматического пистолета ,22 22 30
Пневматический пистолет PCP ,22 30+ 40+
пистолет .22LR 117 159
пистолет 9 мм 383 519
пистолет .45 ACP 416 564
винтовка 5.56 × 45 мм 1,325 1,796
винтовка 7,62 × 39 мм 1,527 2 070
винтовка 7,62 × 51 мм 2,802 3 799
Средняя дульная энергия обычных пистолетных патронов
Картридж Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
.380 АСР 199 270
.38 Специальный 310 420
9 мм Люгер 350 470
.45 Кольт 370 500
0,45 зазор 400 540
.45 ACP 400 540
.40 S&W 425 576
.357 сиг. 475 644
.357 Mag 550 750
10 мм Авто 650 880
.44 Mag 1 000 1,400
,50 AE 1 500 2 000
.454 Casull 1 900 2,600
. 460 SW 2,400 3 300
.500 SW 2,600 3,500

Следует подчеркнуть, что дульная энергия зависит от факторов, перечисленных ранее, и что даже скорость сильно варьируется в зависимости от длины ствола, из которого стреляет снаряд. [1] Также обратите внимание, что дульная энергия не обязательно отражает, сколько энергии передается цели. Хотя в приведенном выше списке упоминаются некоторые средние значения, коммерческие боеприпасы сильно различаются. Пуля весом 180 гран стреляла из калибра.Пистолет 357 magnum может достигать дульной энергии 580 фунт-футов. Пуля массой 110 гран, выпущенная из того же пистолета, может достичь дульной энергии всего 400 фут-фунтов, в зависимости от производства патрона. Некоторые боеприпасы калибра .45 Colt могут производить дульную энергию на 1 200 фунт-футов, что намного превышает средний показатель, указанный выше.

ресурса []

Эдвард Ф. Оберт, Термодинамика , McGraw-Hill Book Co., 1948.

Энциклопедия науки и техники Мак-Гроу-Хилла, том ebe-eye и ice-lev, 9-е издание, Mc Graw-Hill, 2002.

Ссылки []

См. Также []

Дульная энергия | Военная вики

Дульная энергия — это кинетическая энергия пули, выпущенной из дула огнестрельного оружия. Он часто используется как приблизительное указание на разрушительный потенциал данного огнестрельного оружия или боеприпасов. Чем тяжелее пуля и чем быстрее она движется, тем выше ее дульная энергия и тем больше повреждений она нанесет. Общая формула кинетической энергии:

где

v — скорость пули
м — масса пули.

Расчет дульной энергии []

Следует проявлять осторожность при использовании этой формулы, чтобы использовались согласованные единицы.

  • В единицах СИ:
    • Если масса m выражена в килограммах, а скорость v — в метрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет выражаться в джоулях.
    • Если масса m выражена в граммах, а скорость v — в километрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет в килоджоулей.
  • В американских технических единицах:
  • Масса, м , обычно указывается в зернах, а скорость v в футах в секунду, но кинетическая энергия E k обычно указывается в фут-фунт сила (сокращенно фут-фунт-сила). Большинство публикаций по спортивному оружию в Соединенных Штатах сообщают о дульной энергии в фунтах на фут. Если м задано в зернах и v в футах в секунду, можно использовать следующее уравнение, которое дает энергию в фунтах-футах силы:
  • При публикации кинетической энергии Таблицы боеприпасов для стрелкового оружия, ускорение свободного падения 32.163 фут / с 2 вместо стандарта 32,1739 фут / с 2 используется [необходима ссылка ] . Таким образом, формула принимает следующий вид:

Энергия пули, остаточная энергия, энергия нижней дальности и энергия удара снаряда также могут быть рассчитаны с использованием приведенных выше уравнений.

Типичная дульная энергия обычного огнестрельного оружия и патронов []

Примеры уровней дульной энергии различных типов огнестрельного оружия
Огнестрельное оружие Калибр Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
пружина пневматического пистолета .177 15 20
Пружина магазина пневматического пистолета ,22 22 30
Пневматический пистолет PCP ,22 30+ 40+
пистолет .22LR 117 159
пистолет 9 мм 383 519
пистолет .45 ACP 416 564
винтовка 5.56 × 45 мм 1,325 1,796
винтовка 7,62 × 39 мм 1,527 2 070
винтовка 7,62 × 51 мм 2,802 3 799
Средняя дульная энергия обычных пистолетных патронов
Картридж Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
.380 АСР 199 270
.38 Специальный 310 420
9 мм Люгер 350 470
.45 Кольт 370 500
0,45 зазор 400 540
.45 ACP 400 540
.40 S&W 425 576
.357 сиг. 475 644
.357 Mag 550 750
10 мм Авто 650 880
.44 Mag 1 000 1,400
,50 AE 1 500 2 000
.454 Casull 1 900 2,600
. 460 SW 2,400 3 300
.500 SW 2,600 3,500

Следует подчеркнуть, что дульная энергия зависит от факторов, перечисленных ранее, и что даже скорость сильно варьируется в зависимости от длины ствола, из которого стреляет снаряд. [1] Также обратите внимание, что дульная энергия не обязательно отражает, сколько энергии передается цели. Хотя в приведенном выше списке упоминаются некоторые средние значения, коммерческие боеприпасы сильно различаются. Пуля весом 180 гран стреляла из калибра.Пистолет 357 magnum может достигать дульной энергии 580 фунт-футов. Пуля массой 110 гран, выпущенная из того же пистолета, может достичь дульной энергии всего 400 фут-фунтов, в зависимости от производства патрона. Некоторые боеприпасы калибра .45 Colt могут производить дульную энергию на 1 200 фунт-футов, что намного превышает средний показатель, указанный выше.

ресурса []

Эдвард Ф. Оберт, Термодинамика , McGraw-Hill Book Co., 1948.

Энциклопедия науки и техники Мак-Гроу-Хилла, том ebe-eye и ice-lev, 9-е издание, Mc Graw-Hill, 2002.

Ссылки []

См. Также []

Дульная энергия | Военная вики

Дульная энергия — это кинетическая энергия пули, выпущенной из дула огнестрельного оружия. Он часто используется как приблизительное указание на разрушительный потенциал данного огнестрельного оружия или боеприпасов. Чем тяжелее пуля и чем быстрее она движется, тем выше ее дульная энергия и тем больше повреждений она нанесет. Общая формула кинетической энергии:

где

v — скорость пули
м — масса пули.

Расчет дульной энергии []

Следует проявлять осторожность при использовании этой формулы, чтобы использовались согласованные единицы.

  • В единицах СИ:
    • Если масса m выражена в килограммах, а скорость v — в метрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет выражаться в джоулях.
    • Если масса m выражена в граммах, а скорость v — в километрах в секунду, расчетная дульная энергия E k будет в килоджоулей.
  • В американских технических единицах:
  • Масса, м , обычно указывается в зернах, а скорость v в футах в секунду, но кинетическая энергия E k обычно указывается в фут-фунт сила (сокращенно фут-фунт-сила). Большинство публикаций по спортивному оружию в Соединенных Штатах сообщают о дульной энергии в фунтах на фут. Если м задано в зернах и v в футах в секунду, можно использовать следующее уравнение, которое дает энергию в фунтах-футах силы:
  • При публикации кинетической энергии Таблицы боеприпасов для стрелкового оружия, ускорение свободного падения 32.163 фут / с 2 вместо стандарта 32,1739 фут / с 2 используется [необходима ссылка ] . Таким образом, формула принимает следующий вид:

Энергия пули, остаточная энергия, энергия нижней дальности и энергия удара снаряда также могут быть рассчитаны с использованием приведенных выше уравнений.

Типичная дульная энергия обычного огнестрельного оружия и патронов []

Примеры уровней дульной энергии различных типов огнестрельного оружия
Огнестрельное оружие Калибр Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
пружина пневматического пистолета .177 15 20
Пружина магазина пневматического пистолета ,22 22 30
Пневматический пистолет PCP ,22 30+ 40+
пистолет .22LR 117 159
пистолет 9 мм 383 519
пистолет .45 ACP 416 564
винтовка 5.56 × 45 мм 1,325 1,796
винтовка 7,62 × 39 мм 1,527 2 070
винтовка 7,62 × 51 мм 2,802 3 799
Средняя дульная энергия обычных пистолетных патронов
Картридж Дульная энергия
фут-фунт-сила джоулей
.380 АСР 199 270
.38 Специальный 310 420
9 мм Люгер 350 470
.45 Кольт 370 500
0,45 зазор 400 540
.45 ACP 400 540
.40 S&W 425 576
.357 сиг. 475 644
.357 Mag 550 750
10 мм Авто 650 880
.44 Mag 1 000 1,400
,50 AE 1 500 2 000
.454 Casull 1 900 2,600
. 460 SW 2,400 3 300
.500 SW 2,600 3,500

Следует подчеркнуть, что дульная энергия зависит от факторов, перечисленных ранее, и что даже скорость сильно варьируется в зависимости от длины ствола, из которого стреляет снаряд. [1] Также обратите внимание, что дульная энергия не обязательно отражает, сколько энергии передается цели. Хотя в приведенном выше списке упоминаются некоторые средние значения, коммерческие боеприпасы сильно различаются. Пуля весом 180 гран стреляла из калибра.Пистолет 357 magnum может достигать дульной энергии 580 фунт-футов. Пуля массой 110 гран, выпущенная из того же пистолета, может достичь дульной энергии всего 400 фут-фунтов, в зависимости от производства патрона. Некоторые боеприпасы калибра .45 Colt могут производить дульную энергию на 1 200 фунт-футов, что намного превышает средний показатель, указанный выше.

ресурса []

Эдвард Ф. Оберт, Термодинамика , McGraw-Hill Book Co., 1948.

Энциклопедия науки и техники Мак-Гроу-Хилла, том ebe-eye и ice-lev, 9-е издание, Mc Graw-Hill, 2002.

Ссылки []

См. Также []

Кинетическая энергия, пули и столкновения: Учебник по математике

Квадратичная зависимость кинетической энергии от скорости имеет много значений. В этой статье мы говорим о кинетической энергии, пулях и столкновениях.

Энергия является фундаментальным понятием в физике и проявляется в различных формах, таких как кинетическая энергия, потенциальная энергия, тепловая энергия и электрическая энергия. Кинетическая энергия особенно важна в нашей повседневной жизни и является прекрасным примером квадратичной зависимости.В этой статье мы будем
    ,
  • определяют кинетическую энергию массы (размер по нормали {m}), движущейся со скоростью (размер по нормали {v}).
  • узнать о законе сохранения энергии и его последствиях для пуль
  • увидеть, как физики анализируют столкновения упругих частиц.

Определение кинетической энергии

Физики рассматривают кинетическую энергию как энергию движения, а иногда также относятся к количеству работы, которую может совершить движущаяся частица. Для отдельной частицы массы (нормальный размер {m}) движется со скоростью (нормальный размер {v}), ее кинетическая энергия официально определяется как [Большой {T = frac {1} {2} mv ^ 2}.] Зависимость кинетической энергии (размер нормали {T}) от скорости (размер нормали {v}) является квадратичной. Это заметное отличие от того, что мы видели с импульсом (размер нормали {p = mv}), который линейно зависит от скорости. Таким образом, если мы удвоим скорость частицы, ее импульс удвоится, но ее кинетическая энергия умножится на четыре. Если мы утроим скорость частицы, ее импульс утроится, но ее кинетическая энергия умножится на девять. В общем, энергия может переходить из одной формы в другую во время взаимодействий, но Закон сохранения энергии гласит, что общее количество энергии сохраняется.Например, с качающимся маятником масса в верхней части своего колебания не имеет кинетической энергии, а имеет только потенциальную энергию, в то время как в нижней части своего поворота масса имеет наибольшую кинетическую энергию и наименьшую потенциальную энергию. В реальной жизни большинство движущихся частиц теряют энергию из-за трения, так что их кинетическая энергия в конечном итоге передается в тепловую энергию.

Разница между импульсом и энергией

Несколько упрощенно, импульс движущейся частицы является мерой того, какой у нее толчок; тогда как кинетическая энергия — это мера того, какой ущерб он может нанести.Это объясняет, почему мастера боевых искусств практикуют быстрые удары. При небольшом увеличении скорости удара сила урона увеличивается квадратично. Это также причина того, почему пули настолько смертоносны, даже если они относительно легкие; у них высокая скорость. Винтовые пули обычно в два или три раза превышают скорость пистолетных пуль, так что даже при одинаковом размере энергия винтовочных пуль в четыре-девять раз превышает энергию пистолетных пуль, что делает их, соответственно, более смертоносными.Вот некоторые цифры: калибр пули обычно измеряется в дюймах, если явно не указано в миллиметрах, и относится к диаметру круглого поперечного сечения.
Огнестрельное оружие Калибр Дульная энергия (джоули)
пружина пневматического пистолета .177 20
Пневматический пистолет PCP ,22 40+
пистолет .177 159
пистолет .357 Magnum .177 873
винтовка ,30 2 000

Q1 (E): винтовка Lone Ranger стреляет пулями со скоростью 3000 футов / сек, а винтовка Бутча Кавендиша стреляет пулями того же размера со скоростью 4000 футов / сек. Насколько больше энергии у пуль Бутча?

Q2 (M): Если винтовка Одинокого Рейнджера стреляет пулями 0,30 калибра со скоростью 3000 футов / сек, а его пистолет Тонто стреляет сбоку.20 калибра на скорости 1000 футов / сек, тогда насколько больше энергии у пуль «Одинокого рейнджера»? [Предположим, что пули имеют одинаковую длину.]

Квадратичная зависимость энергии от скорости также объясняет сцены из восхитительного фильма Гравитация с Сандрой Баллок в главной роли, где даже легкие частицы могут нанести значительный ущерб, если они движутся достаточно быстро (даже если это может расширить границы того, что мы делаем). можно ожидать, что орбитальные спутники испытают опыт).

Что происходит, когда что-то подпрыгивает или трясется

Закон сохранения энергии является сестрой Закона сохранения количества движения, который подразумевает, что при столкновении между несколькими различными частицами с разными скоростями и массами общий импульс также сохраняется. Однако есть некоторые большие различия: заметно, что моментум не превращается во что-то еще, но энергия может принимать довольно много разных форм, а импульс имеет направленный аспект, в отличие от энергии.

Если вы стреляете из ружья, закон сохранения импульса гласит, что импульс пули точно равен отдаче ружья, но противоположен по направлению. Однако энергия пули намного больше, чем энергия пистолета: что касается энергии, энергия химического взрыва превращается в объединенную энергию пули и пистолета, а также тепло и шум.

Явное физическое вычисление (продвинутый уровень)

К счастью для физиков, часто достаточно иметь под рукой оба закона для изучения столкновений, чтобы предсказать довольно многое о том, что происходит.Это особенно верно при упругих столкновениях, когда предполагается, что энергия не теряется из-за трения, тепла или шума. Давайте проиллюстрируем это, выполнив (расширенное) вычисление: не стесняйтесь бегать по нему, если хотите, но посмотрите на анимацию.

Частица массы (размер по нормали {m_1 = 3}) движется вправо (в положительном направлении вдоль одномерной оси) со скоростью (размер по нормали {v_1 = 5}) метров в секунду. Он попадает (упруго) во вторую частицу массы (размер нормали {m_2 = 1}), которая является стационарной, поэтому мы пишем (размер нормали {v_2 = 0}).

Предположим, что после столкновения соответствующие скорости равны (normalsize {w_1}) и (normalsize {w_2}). 2право) = гидроразрыв {75} {2}.2–15w_1 + 25 = 0]

, у которого есть решения (w_1 = 2,5) или (5). Мы можем использовать уравнение сохранения импульса (w_2 = 15-3w_1) для вычисления соответствующих значений (w_2), которые равны (7.5) или (0). Обратите внимание, что у нас есть сценарий до столкновения, где скорости равны (v_1 = 5) и (v_2 = 0), и сценарий после столкновения со скоростями (w_1 = 2,5) и (w_2 = 7,5) метров в секунду.

Q3 (M): Что произойдет, если мы изменим (normalsize {m_2}) на (normalsize {5})?

Q4 (M): Что произойдет, если мы изменим (normalsize {m_2}) на (normalsize {8})?

ответы

A1.2}) или (размер нормали {16/9}). Пули Кавендиша обладают почти вдвое большей энергией.

A2. В этой ситуации все обстоит сложнее, так как разные не только скорости, но и массы. Напомним, что масса цилиндрической пули фиксированной длины пропорциональна площади поперечного сечения, которая пропорциональна квадрату радиуса, а значит, и квадрату диаметра. Таким образом, отношение энергий пуль является отношением (normalsize {frac {1} {2} (.2}). Это отношение (размер нормали {81/4}) или больше, чем (размер нормали {20}) к (размер нормали {1}).

A3. После анализа, аналогичного предыдущему, мы обнаруживаем, что (w_1 = -frac {5} {4}) и (w_2 = frac {30} {8}) метров в секунду.

A4. В этом случае (w_1 = -frac {25} {11}) и (w_2 = frac {30} {11}) метров в секунду.

Сколько кинетической энергии могла получить Черная пантера от пуль?

Что происходит с кинетической энергией объекта (например, пули), когда он сталкивается с чем-то (например, с супер-костюмом Черной Пантеры)? Если пуля замедляется, ее кинетическая энергия должна уменьшаться.В замкнутой системе полная энергия постоянна, так что это уменьшение кинетической энергии должно сопровождаться увеличением некоторого другого типа энергии (например, тепловой энергии).

Сколько энергии у пули?

В случае сцены с Черной пантерой, похоже, что удар пуль приводит к увеличению некоторого типа накопленной энергии в его костюме (может быть, как в батарее или что-то в этом роде). Но сколько энергии он мог получить от этих пуль? Чтобы оценить это, мне нужны три вещи: масса пули, скорость пули и количество пуль.

Позвольте мне просто предположить, что плохой человек использует штурмовую винтовку, такую ​​как M16 (я не могу точно сказать, какое оружие используется). [Согласно Википедии]) (https://en.wikipedia.org/wiki/M16_rifle) M16 использует патрон НАТО 5.56×45 мм (масса около 4 граммов) с начальной скоростью 960 м / с. С его помощью я могу вычислить кинетическую энергию одной пули.

Это почти 2000 Джоулей. Если переместить учебник с пола на стол, потребуется около 10 Джоулей энергии. Таким образом, пуля обладает значительно большей энергией, но достаточно ли ее, чтобы быть полезной? Если бы мне пришлось оценить (а я, по-видимому, делаю это), я бы предположил, что в Черную пантеру попало около 20 пуль, так что это было бы порядка 40 000 Джоулей кинетической энергии от пуль.На данный момент я просто предполагаю, что вся эта кинетическая энергия преобразуется в энергию в костюме (он супер продвинутый, поэтому он может это делать).

Хорошо, этого количества энергии достаточно? Это зависит от того, чем вы хотите заниматься. Если вы хотите использовать его, чтобы подбирать учебники, у вас все готово (и даже больше). Но что, если вы хотите зарядить свой смартфон? В аккумуляторе iPhone хранится около 20 000 джоулей энергии. Итак, да, Черная пантера могла использовать кинетическую энергию этих пуль для зарядки двух iPhone.

Сколько энергии перевернуть машину?

Всем известно, что Черная Пантера не собирается использовать кинетическую энергию заряда своего телефона. Это было бы глупо. Нет, он собирается создать какое-то силовое поле, которое перевернет эту машину. Это будет круто.

Но сколько энергии на это потребуется? Позвольте мне сделать некоторые предположения. Во-первых, я собираюсь предположить, что машина движется на расстояние 3 метра и что все это делается с помощью энергии Черной Пантеры. Во-вторых, мне нужно оценить массу машины.Я собираюсь с 2000 кг. Вот и все, теперь по физике.

Если я хочу поднять что-то с земли (например, учебник или машину), я могу вычислить другой вид энергии — потенциальную энергию гравитации. Тогда, если вы поднимете что-то массой м, , высоту х , изменение гравитационной потенциальной энергии будет:

В этом выражении г — это гравитационное поле и имеет значение 9,8 Н / кг на поверхности. Земля. При высоте 3 метра и массе автомобиля на это потребуется 58 800 Джоулей.Хорошо, это не так уж и далеко от моей оценки. На самом деле, всего лишь несколько пуль или другой запасенной энергии, чтобы добавить к этому и бум — вы просто перевернули машину.

Скажу честно, не думал, что это сработает.

Сравнение охотничьих грузов — Ontario OUT of DOORS

Вы знаете, как ведет себя ваша любимая охотничья пуля при попадании в цель? Мы делаем.

Мы использовали желатин, чтобы проверить конечную производительность нескольких популярных охотничьих раундов и продемонстрировать, как расстояние влияет на конечную энергию — другими словами, что происходит с вашей пулей в цель.

Наука о пуле: несколько вещей, которые должен знать каждый стрелок

Предельная скорость — это скорость пули в цели. Для охоты на крупную дичь в Онтарио нас обычно интересуют дистанции от 50 до 300 метров. Что касается варминтов, вы можете посмотреть на производительность пули немного дальше.

Кинетическая энергия пули — это энергия, которой она обладает благодаря своему движению. Это произведение скорости и массы пули.

Поскольку формула требует квадрата скорости, скорость имеет большее влияние на производимую энергию, чем масса. Итак, скорость вашей пули более важна, чем ее вес. Это также означает, что по мере уменьшения скорости энергия пули быстро уменьшается. Поклонники тяжелых пуль сразу заметят, что тяжелые пули имеют больший импульс, чем легкие, и, как правило, сохраняют свою скорость. Быстрый поиск в Интернете вызовет много споров по этому поводу, но если вы запустите баллистические запросы программного обеспечения для легких и тяжелых пуль, вы скоро увидите, где одна из них лучше, чем другая.

Например, большая медленная пуля, такая как пуля для дробовика (даже супер-пуля, которую мы тестировали) на 25 метрах, столь же эффективна (с точки зрения энергии), как .308 на трехкратном расстоянии (75 метров).

Дело в пункте

Несколько лет назад мы проверили это с пулями для полицейских снайперов и обнаружили, что более легкие и быстрые пули производят больше энергии, чем более медленные и тяжелые пули, на расстоянии около 900 метров. За пределами этого расстояния более легкие пули теряли слишком большую скорость, а более тяжелые пули могли превосходить их по энергии.

Дульная энергия и конечная энергия

Энергия в дульном срезе — хорошая отправная точка для измерения характеристик пули. Но энергия на намеченной целевой дистанции важнее.

Например, когда мы выбрали наши винтовки WSM, мы просмотрели энергетические диаграммы, чтобы убедиться, что пуля может производить то, что нам нужно… достаточную энергию на больших дистанциях. Затем мы остановились на длине ствола (26 дюймов для Линды и 28 дюймов для Кейта), максимально длинных стволов, которые все еще были бы практичны для охотничьего ружья.Затем мы выбрали пулю, которая обеспечила бы желаемые характеристики (154-гранный Hornady Interbond).

Многие страны (и некоторые штаты) используют энергию дульного среза, чтобы определить, подходит ли калибр для конкретной игры.

Результаты

Пули калибра 12 — Hornady SST 300 гран FTX (только нарезные стволы)

Мы проверили пулю на расстоянии 25 метров, выбрав расстояние, на котором мы с большей вероятностью поразим поверхность баллистического гелевого блока размером 6 x 6 дюймов.Пули значительно потеряли в весе, но в первые две трети своего пути обеспечивали значительный канал поражения. Большинство охотников должны иметь хорошую точность на расстоянии около 100 ярдов.

Карточка 12 калибра 00 — Winchester Ranger 2 3/4 ″, 9 гранул (общий вес 45 гран)

Выстрел прошел сквозь гель, образовав дырки калибра .33. Из-за размера группы большинство охотников не используют картечь на расстоянии более 30 метров. На расстоянии 10 метров наблюдается значительная концентрация выстрелов, вызывающих значительные внутренние повреждения.

.223 Hornady 53 зерновой суперформанс варминт

Мы стреляли из .223 из Remington 700 CDL с 24-дюймовым стволом, обеспечивающим очень высокую начальную скорость. Это обеспечило отличные характеристики на всех дистанциях, но, безусловно, наиболее впечатляющее на 5 метров. Основная часть пули раскололась и высвободила большую часть своей энергии за время прохождения от 4 до 6 дюймов, что идеально подходит для маленьких варминтов, для которых предназначен этот патрон. Даже на 200 м, где пуля летит значительно медленнее, гелевые характеристики очень хорошие.

.308 — Hornady 150 зерна superformance GMX и .30-06 Hornday 150 gran superformance GMX

Тестовые винтовки .308 и .30-06 были практически идентичны, поэтому они предоставили прекрасную возможность сравнить характеристики двух калибров. .30-06 дал нам немного более высокую начальную скорость и, следовательно, немного большую энергию, но за счет значительной ощутимой отдачи.

.270 — Hornady 130 зерно суперформанс GMX

Имея относительно легкую пулю, .270 имеет скорость для выработки дульной энергии, очень похожую на .30-06 и .308. Его канал поражения на 100 метров очень похож на .308 на той же дистанции.

.300 Win Mag — Hornady 150 зерна superformance GMX

.300 Win Mag с пулей весом 150 гран обладал выдающейся начальной скоростью пули и отличной энергией. Из всех калибров, которые мы тестировали, этот патрон давал лучшую постоянную кавитацию (канал раны) на дистанции 200 метров.Как и в случае с большинством испытанных нами пуль GMX, удержание веса составляло более 99%.

Итог

Ружье ограничивает вашу дальность стрельбы, и из огнестрельного оружия нелегко стрелять точно (по крайней мере, не чаще одного раза) из-за отдачи. Современные пули в нарезном стволе помогают, но, вообще говоря, медленно движущиеся пули с «радужной траекторией» должны быть близко к цели, чтобы быть эффективными.

Пулемет .223 идеально подходит для варминтов с высокой скоростью и быстрым высвобождением энергии.

Раунды большой игры все хороши. Мы, вероятно, выбрали бы .308, потому что он работает так же хорошо, как .30-06, но с меньшей отдачей и почти так же хорошо, как .270, но с лучшим доступом к большому количеству хороших дешевых боеприпасов для практики.

.300 Win Mag превосходно стрелял на 200 метров и отлично подходил для дальних выстрелов по лосям, которых вы могли бы сделать на лесной местности или через мушкера.

Первоначально опубликовано в осеннем выпуске журнала Ontario OUT of DOORS за 2016 год

Чтобы узнать, как сделать коробку для стрельбы своими руками, нажмите здесь

Code Red Airsoft Park | Калькулятор FPS

FPS означает футов в секунду , для тех из вас, кто ненавидит что-либо, кроме единиц СИ (Systeme Internationale), один fps равен 0.2

Как я могу рассчитать энергию моей реплики страйкбола?

Используя эту удобную форму, вы можете рассчитать энергию вашей реплики в джоулях. В качестве побочного продукта он также даст вам скорость вашего BB в м / с. Чтобы рассчитать энергию в джоулях, просто введите массу боеприпасов (в граммах), которые вы используете, и число кадров в секунду, которое вы прочитали на своем хронографе.

Так как делает за дополнительную плату кадров в секунду аффект мой диапазон? Ну, я подумал об этом, и мы проводить некоторые тесты с некоторыми AEG в какой-то момент в более теплой части летом из них мы сможем вывести некоторые реальные цифры.Верно теперь, хотя самое простое, что я могу сделать, это вычислить некоторый диапазон, используя базовый физика, делая определенные предположения. Для начала мы проигнорируем прыжки, так как мы знаю, что это увеличивает дальность, и я не собираюсь сидеть здесь и тренироваться на более высоком уровне физика с использованием удельной плотности воздуха и гидродинамики — сделаю что позже =).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *