Скорость снаряда: Невероятная скорость полета снаряда — первый взгляд на американскую суперпушку

Содержание

Невероятная скорость полета снаряда — первый взгляд на американскую суперпушку

Далгрен, штат Виргиния — Предупредительная сирена прозвучала в бетонном бункере, расположенном на сверхсекретной военно-морской базе, где военные инженеры Соединенных Штатов готовят к демонстрации оружие, против которого практически нет никакой защиты.

Официальные лица столпились у монитора для того, чтобы впервые увидеть новую суперпушку, способную пробить своим 12-килограммовым снарядом семь стальных пластин и оставить в них дыры диаметром в 13 сантиметров.

Речь идет о рельсовой пушке, которой не нужны ни порох, ни взрывчатые вещества. В ней используются электромагнитные рельсы, разгоняющие закаленный снаряд до поразительной скорости — это метеорит на боле боя, способный в перспективе изменить военную стратегию, а также позволить Соединенным Штатам сохранить преимущество над развивающимися российскими и китайскими образцами вооружений, считают сторонники новой пушки.

В обычных орудиях снаряд начинает терять скорость сразу после воспламенения пороха.

Снаряд рельсовой пушки продолжают наращивать скорость по мере продвижения по 10-метровому рельсу, и в результате он разгоняется до 7200 километров в час, то есть это больше, чем 1,5 километра в секунду.

«Это изменит наши методы ведения боевых действий, — сказал адмирал военно-морских сил США Мэт Уинтер (Mat Winter), глава Управления военно-морских исследований (Office of Naval Research).

Военно-морское ведомство разработало рельсовую пушку как мощное наступательное оружие для проделывания пробоин во вражеских кораблях, для уничтожения танков и лагерей террористов. К этому виду вооружений приковано особое внимание самых высокопоставленных сотрудников Пентагона, которые также проявляют интерес к его способности сбивать в небе вражеские ракеты, а еще делать это дешевле и в больших количествах, чем нынешние установки противоракетной обороны. Возможно, все это станет реальностью уже через десять лет.

Будущий вызов для вооруженных сил Соединенных Штатов, в широком смысле, состоит в поддержании глобального присутствия при сокращающемся количестве военных кораблей и наземных сил. Растущие расходы и фиксированные бюджеты осложняют задачу по поддержанию крупных военных контингентов в нужных местах для сдерживания агрессии.

«Я не могу представить себе будущего, в котором мы будем воспроизводить присутствие вооруженных сил в Европе в масштабах периода холодной войны, — подчеркнул заместитель министра обороны Роберт Уорк (Robert Work), один из самых активных сторонников этого нового вида вооружений. — Но я вполне могу себе представить комплекс рельсовых пушек, который будет недорогим, но который будет обладать колоссальным сдерживающим воздействием. Подобные комплексы могут применяться против самолетов, ракет, танков — почти против любых целей».

Внутри испытательного бункера в Далгрене военные чиновники перевели свои взгляды на монитор, на котором появилось изображение прямоугольного ствола рельсовой пушки. Инженер Том Бушер (Tom Boucher), программный менеджер проекта разработки рельсовой пушки Управления военно-морских исследований объясняет: «Мы наблюдаем за зарядкой системы. Мы получаем электричество из сети».

Провода и кабели подключены к задней части рельсовой пушки, для работы которой нужна электростанция мощностью в 25 мегаватт — этого количества энергии достаточно для обеспечения электричеством 18750 домов.

152-мм пушка для Т-14: актуальность и перспективы

Автор: Артур Коваливский. 

Концепция установки 152-мм пушки на танк не нова, попытки установки такого типа орудия предпринимались еще в середине 1980-х, однако технические сложности, избыточная мощность и кризис в стране не позволили в полной мере реализовать такую задачу в советское время.

 

 

Перспективный танк Т-14 на платформе «Армата» предусматривает возможность установки 152-мм орудия, однако на данный момент этот танк имеет модернизированное орудие калибром 125 мм. Тем не менее, Министерство обороны РФ все же намеренно поставить 152-мм орудие на ограниченное число танков Т-14.

Попытки внедрения пушки 152 мм на отечественных танках

Первым танком со 152-мм пушкой ЛП-83 был «Объект 292» Ленинградского Кировского завода и ВНИИ «Трансмаш», созданный на базе танка Т-80БВ. Из-за финансовых трудностей конца 1980-х и начала 1990-х годов осенью 1990 года был создан лишь единственный опытный образец танка. В 1991 году начались испытания с проведением тестовых стрельб, в ходе которых было выявлено значительное превосходство 152-мм пушки по сравнению с основной танковой пушкой калибром 125 мм 2А46. В особенности это касалось большего в полтора раза импульса выстрела при примерно равном откате орудия, что позволяло без существенных доработок устанавливать пушку на танки Т-80БВ, значительно повысив их огневую мощь.

Однако в 1990-е годы из-за недофинансирования вооруженных сил «Объект 292» так и не прошел все испытания. В дальнейшем пушка калибром 152 мм ЛП-83 должна была использоваться на «Объекте 477» «Молот», а ее аналог, 152-мм пушка 2А83, на «Объекте 195» «Черный орел».

«Объект 477» «Молот» из-за неудачного расположения боекомплекта развития не получил и вскоре был закрыт.

Для «Объекта 195» «Черный орел» на Екатеринбургском заводе №9 была создана новая пушка 2А83 калибром 152 мм, являющаяся модификацией орудия 2А65 самоходной артиллерийской установки (САУ) «Мста-С». Первые испытания пушка 2А83 прошла на гусеничной платформе Б-4, где показала такие же высокие результаты, как и ЛП-83. Дальность прямого выстрела составила 5100 м, бронепробиваемость – 1024 мм гомогенной стали, что превышало показатели 2А46. Однако в 2010 году работы по «Объекту 195» «Черный орел» были остановлены в пользу новой универсальной бронеплатформы «Армата».

Сравнение пушек 125 мм и 152 мм

На данный момент танки Т-14 «Армата» имеют модернизированную 125-мм пушку 2А82-1М, разработанную заводом №9 в Екатеринбурге.

Тактико-технические характеристики 125-мм пушки 2А82-1М:

  • Тип пушки – гладкоствольная с хромированным покрытием ствола;
  • Масса – 2700 кг;
  • Длина ствола – 7000 мм;
  • Начальная скорость полета снаряда – 2050 м/с;
  • Эффективная дальность выстрела:

– снарядами – 4700 м;

– управляемым реактивным снарядом (УРС) 3УБК21 «Спринтер» – 8000 м;

– противотанковой управляемой ракетой (ПТУР) «Рефлекс-М» – 5500 м;

  • Скорострельность – 10–12 выстрелов в минуту;
  • Дульная энергия выстрела – 15–24 МДж;
  • Бронепробиваемость:

– бронебойным подкалиберным снарядом (БПС) – 850–1000 мм;

– ПТУР – 950 мм;

  • Ресурс ствола пушки – 800–900 выстрелов;
  • Боекомплект – 45 снарядов;
  • Автомат заряжания – 32 снаряда.

 

В качестве 152-мм пушки для танка Т-14 рассматривается пушка 2А83, модернизированное орудие САУ «Мста-С» 2А65, разработки того же Екатеринбургского завода № 9.

Тактико-технические характеристики 152-мм пушки 2А83:

  • Тип пушки – гладкоствольная с хромированным покрытием ствола;
  • Масса – более 5000 кг;
  • Длина ствола – 7200 мм;
  • Начальная скорость полета снаряда – 1980 м/с;
  • Эффективная дальность выстрела:

– снарядами – 5100 м;

– УРС «Краснополь» 2К25 – 20 000 м;

– УРС «Краснополь» ЗОФ38 – 12 000 м;

  • Скорострельность – 10–15 выстрелов в минуту;
  • Дульная энергия выстрела – 20–25 МДж;
  • Бронепробиваемость:

– БПС – 1024 мм;

– ПТУР – 1200–1400 м;

  • Ресурс ствола пушки – 280 выстрелов;
  • Боекомплект – 40 снарядов;
  • Автомат заряжания – 24 снаряда.

 

Как видно из характеристик орудий, в сравнении с пушкой 2А82-1М пушка 2А83 обладает значительным превосходством почти по всем параметрам. Отличает ее также возможность стрельбы боеприпасами длиной до 1 метра, такими как «Краснополь», – до этого они использовались в САУ «Мста-С».

Но это орудие имеет и ряд критических недостатков, главным из которых является значительно большая «паразитная масса» пушки: даже с применением композитных материалов вес 2А83 почти в два раза превышает вес 2А82-1М. Из этого возникает второй минус – значительное сокращение боекомплекта танка. Третьим недостатком этого орудия следует считать более чем в три раза меньший ресурс ствола пушки.

Что есть у конкурентов

Главными конкурентами отечественной пушки 2А83 являются немецкое 130-мм орудие Rheinmetall L55. и 140-мм американская пушка XM291.

Немецкая пушка L55. калибра 130 мм создана на основе 120-мм предшественника. Пока неизвестны ее точные характеристики, помимо того, что орудие имеет длину ствола 51 калибр (6630 мм), будет обладать на 50% большей мощностью в сравнении со 120-мм версией, и при этом вес орудия составляет 3000 кг. Для стрельбы из 130-мм пушки планируется использование двух типов перспективных унитарных снарядов – это бронебойный подкалиберный снаряд (APFSDS) с удлиненным вольфрамовым сердечником, частично сгораемой гильзой с использованием заряда на порохах нового типа; и многоцелевой осколочно-фугасный снаряд с программируемым воздушным подрывом, разрабатываемый на основе снаряда DM11. Серийное производство орудия запланировано развернуть к 2025 году.

Американская пушка XM291 калибра 140 мм является результатом работ по проекту ATAC (Advanced Tank Cannon – «Перспективная танковая пушка»). По заявлению разработчиков, это орудие обладает в два раза большей мощностью, чем аналогичное 120-мм орудие М-256, установленное на танках M1A2 «Абрамс». Орудие имеет съемный ствол, конструкция казенной части позволяет заменить 140-мм ствол на 120-мм, позволяя тем самым использовать как новые типы боеприпасов, так и старые. Пушка имеет автомат заряжания, в ходе испытаний орудие показало скорострельность, аналогичную скорострельности 2А83 – 12 выстрелов в минуту. Боезапас составляет 22 выстрела калибра 140 мм или 32–33 снаряда калибра 120 мм. Главным недостатком этого орудия является очень большая энергия отдачи.

Пушка в разработке с 1985 года и до сих пор не прошла испытаний, по сей день она находится на стадии экспериментального образца.

Перспективы внедрения и варианты использования пушки 2А83 на танке Т-14

Можно вполне уверенно утверждать, что вариант танка Т-14 со 152-мм пушкой будет создан. Еще в феврале 2016 года началась процедура военной приемки Т-14, включая версию со 152-мм орудием. Специалисты «Росатома» уже ведут работы по созданию сверхмощных взрывных подкалиберных снарядов калибра 152 мм из обедненного урана.

Проблема низкого количества боеприпасов у 152-мм версии танка может быть решена путем размещения дополнительных снарядов в забашенной нише.

Поскольку Т-14 обладает собственной радиолокационной станцией (РЛС), в 152-мм версии танка предлагается использование управляемых снарядов типа «Краснополь». При таком раскладе Т-14 уже больше напоминает САУ, чем танк, поэтому не исключено, что 152-мм версия Т-14 в документации будет иметь аббревиатуру «боевая артиллерийская машина» (БАМ).

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что основным орудием для танка Т-14 останется 125-мм пушка 2А82-1М. С пушкой калибра 152 мм 2А83 будет выпущена ограниченная серия танков – для выполнения более узких задач в составе танковой группы. Сценарий использования 152-мм управляемых снарядов возможен при уничтожении укреплений противника, нанесении высокоточных ударов по бронетехнике или средствам ПВО противника на дальность 20 км и более (снаряд «Краснополь» 2К25 позволяет это делать). Поэтому танк Т-14 со 152-мм пушкой не будет основной версией танка на платформе «Армата», а станет служить узкоспециализированной машиной огневой поддержки.

ОГОНЬ ИЗ ТАНКОВОГО ОРУЖИЯ

ОГОНЬ ИЗ ТАНКОВОГО ОРУЖИЯ

 

ОСНОВЫ ТЕОРИИ СТРЕЛЬБЫ

Несмотря на широкое привлечение самых различных видов оружия, в том числе ракетно-ядерного, танковое вооружение в современном бою остается мощным средством подавления и уничтожения против­ника, а также разрушения его оборонительных сооружений.

Огонь на подавление временно лишает противника боеспособности, ограничивает или воспрещает маневр и нарушает управление. Огонь на уничтожение наносит ему такой ущерб, после которого он в тече­ние длительного времени не способен выполнять боевую задачу. Огонь на разрушение полностью выводит из строя те или иные объекты.

Любую из огневых задач танкисты стремятся выполнить в крат­чайший срок и с наименьшим расходом боеприпасов. Удается это лишь тем воинам, которые в совершенстве владеют правилами стрель­бы, вытекающими из теории стрельбы и базирующимися на зако­нах внутренней и внешней баллистики, рассеивания, теории вероят­ностей и теории ошибок.

Следует отметить, что в разработку научных основ стрельбы весо­мый вклад сделан нашими соотечественниками. Еще в 1762 году был издан первый учебник по стрельбе, написанный Даниловым. В конце XVLII века в России уже имелись первые таблицы стрельбы, поль­зование которыми позволяло в сжатые сроки успешно выполнять огневую задачу.

 

Внутренняя баллистика

Это наука о явлениях, происходящих во время выстрела, а также в период движения снаряда (пули) в канале ствола оружия.

Выстрел как явление представляет собой процесс очень быстрого превращения химической энергии пороха в тепловую, а затем в кине­тическую энергию системы заряд — снаряд — ствол. Процесс длит­ся всего 0,002—0,006 сек. За такое время успевает произойти целая цепь событий: боек ударяет по капсюлю, и он воспламеняет иницииру­ющее вещество, которое зажигает воспламенитель — и тот взрывает боевой заряд. При его горении образуются газы, поднимается их дав­ление и снаряд выбрасывается из канала ствола.

Выстрел протекает в несколько периодов (рис. 137).

 

Предварительный период начинается в момент воспламенения бое­вого заряда и продолжается до тех пор, пока давление достигнет 200— 500 кг/см2 (в зависимости от калибра оружия). Такое давление пре­одолевает инерцию снаряда, и сопротивление врезания его ведущего пояска в нарезы канала ствола.

Следующий период — первый или основной — протекает до пол­ного сгорания боевого заряда. Так как горение заряда происходит в изменяющемся объеме, давление в канале ствола сначала, пока скорость снаряда мала, нарастает, а потом постепенно падает.

Второй период выстрела начинается после сгорания боевого заря­да и заканчивается в момент вылета снаряда из канала ствола. В этот период притока пороховых газов уже нет, ускорение же снаряда про­исходит за счет их теплового расширения.

Период последействия газов длится до прекращения действия га­зов на летящий снаряд. Длина участка последействия у некоторых артиллерийских орудий достигает 5 м. Скорость снаряда, на кото­рый действуют газы, истекающие со скоростью 1100—1400 м/сек, несколько увеличивается и в конце периода последействия достигает максимальной величины. Эта скорость и называется начальной ско­ростью снаряда. Условно считают, что снаряд получает ее у дуль­ного среза ствола орудия. Чем больше начальная скорость снаряда, тем больше дальность его полета, настильность траектории и окон­чательная скорость, от которой в свою очередь зависит ударное дей­ствие бронебойного снаряда.

Величина начальной скорости зависит от многих факторов, среди которых прежде всего надо назвать длину ствола, вес боевого заряда и вес снаряда.

По длинному стволу снаряд дольше разгоняется и, естественно, начальная скорость его возрастает. Длина стволов танковых пушек более 50 калибров и снаряд получает начальную скорость, превыша­ющую 800 м/сек. Что касается боевого заряда, то чем больше его вес, тем больше пороховых газов образуется при выстреле, тем выше дав­ление в канале ствола, а следовательно и начальная скорость сна­ряда. Однако чрезмерное давление ведет к интенсивному износу орудия.

Если при неизменной величине заряда уменьшить вес снаряда, то начальная скорость его увеличится, ибо одинаковая сила давления газов в стволе орудия придает снаряду меньшей массы большее ускорение.

 

Внешняя баллистика

Эта наука изучает законы движения снаряда, на который уже не действуют пороховые газы, то есть после его вылета из канала ствола.

 

 

От дульного среза ствола до встречи с преградой снаряд проделывает определенный путь. Линия его по­лета, а точнее — описываемая центром тяжести снаряда, называ­ется траекторией. Знание ее основных элементов и формы дает воз­можность правильно, с учетом влияния на полет снаряда метеоро­логических условий, выбрать исходные установки прицельных при­способлений, точку прицеливания, упреждение при стрельбе по движущимся целям, а также определить, можно ли поразить ту или иную цель, расположенную на местности с прикрытыми и мертвыми пространствами.

Форма траектории, изображаемой в проекции на вертикальную плоскость (рис. 138), определяется одновременным действием на сна­ряд силы тяжести и силы сопротивления воздуха. При отсутствии той и другой силы траектория снаряда имела бы вид прямой линии, стремящейся под определенным углом к горизонту, в бесконечность.

Если бы на снаряд действовала только сила тяжести, что возможно лишь в безвоздушном пространстве, то траектория была бы строго параболической формы: ее ветви оказались бы симметричными отно­сительно наивысшей точки и дальность полета снаряда возросла бы в три раза.

В горизонтальной плоскости траектория плавно отклоняется от плоскости стрельбы вправо. Это явление, называемое деривацией, происходит вследствие вращения снаряда вокруг продольной оси по часовой стрелке. Вращательное движение, которое снаряд полу­чает благодаря нарезам в канале ствола, предотвращает его опро­кидывание («кувыркание»), к чему он стремится под действием силы сопротивления воздуха.

В любой точке траектории, между ее касательной и направлением оси снаряда существует угол, называемый углом нутации. В момент выстрела этот угол образуется в результате удара снаряда о дульную часть ствола, а также потому, что в период последействия газов на дон­ную часть снаряда воздействует большее давление, чем на головную. На образование угла нутации влияет и то, что вращающийся снаряд, понижаясь под линией бросания, стремится, подобно ротору гиро­скопа, сохранить в пространстве положение своей оси.

При наличии угла нутации встречный поток воздуха оказывает давление на снаряд и стремится опрокинуть его. А так как снаряд подобен ротору гироскопа, то он начинает прецессировать, то есть при воздействии на снаряд встречного потока воздуха его ось отклоня­ется в ту сторону, где оказывается через 3/4 оборота точка, получив­шая импульс.

Так, например, при давлении потока воздуха на левую поверхность снаряда, отклонившегося головной частью вправо, он отклонит­ся вниз. Теперь воздух будет давить на верхнюю часть снаряда и от­клонит его головную часть влево. В итоге снаряд своей головной частью в полете описывает окружность, «следя» за траекторией.

На нисходящем участке траектории снаряд получает больший им­пульс от давления воздуха снизу, чем с других сторон, и его головная, часть отклоняется больше вправо и вниз. С одной стороны, это спо­собствует тому, что снаряд, вылетевший головной частью вверх, постепенно поворачивается ею вниз, с другой стороны, это и ведет к появлению деривации.

Отклонение снаряда от плоскости стрельбы, происходящее вслед­ствие деривации, не столь уж велико. Однако при стрельбе на зна­чительные дальности это необходимо учитывать.

Изменяя угол возвышения от 0 до 90°, можно получить семейство траекторий, горизонтальная дальность которых будет меняться от нуля до максимума и снова до нуля. Траектории с наибольшей го­ризонтальной дальностью соответствует угол возвышения, называе­мый углом наибольшей дальности. Теоретически (для стрельбы в безвоздушном пространстве) угол наибольшей дальности равен 45°. В зависимости от величины угла возвышения траектории поле­та снаряда делятся на настильные (угол возвышения меньше угла наибольшей дальности) и навесные (угол возвышения больше угла наибольшей дальности).

Настильные траектории предпочтительны при стрельбе по от­крыто расположенным вертикальным целям, а навесные — для пора­жения целей, расположенных за укрытиями.

При конструировании танковых пушек стремятся к тому, что­бы траектории снарядов имели максимальную настильность. Это позволяет в меньшей степени заботиться об ошибках в определении дальности до цели. Ведь чем настильнее траектория, тем большим оказывается прицельное поражаемое пространство.

Если же стрельба ведется на дальность, при которой вершина траектории не поднимается выше цели, криволинейность траекто­рии вообще не влияет на результаты стрельбы. Цель поражается в дан­ном случае на всем протяжении прицельной дальности. Такую даль­ность принято называть дальностью прямого выстрела (рис. 139).

Как видим, дальность прямого выстрела находится в прямой за­висимости от высоты цели и настильности траектории.

При стрельбе из танко­вой пушки, обеспечиваю­щей настильную траекто­рию, на резко пересечен­ной или изобилующей различными предметами местности образуются так называемые прикрытые пространства (рис. 140) — участок за укрытием, на который при данной траек­тории не может упасть ни один снаряд. Та же часть прикрытого пространства, где цель данной высоты вообще не может быть поражена прямым попаданием, назы­вается мертвым пространством. Протяженность прикрытого простран­ства зависит и от высоты укрытия, и от расстояния между стре­ляющим танком и укрытием и, разумеется, от крутизны траектории.

Рассеивание снарядов

Даже в самых благоприятных условиях и при стрельбе из одного и того же оружия точки падения снарядов или пуль не совпадают. Такое явление называется рассеиванием. Обусловлено оно рядом при­чин и прежде всего разной величиной начальной скорости снаряда. При прочих равных условиях начальные скорости полета каждого снаряда могут отличаться в результате неодинакового веса или раз­личной температуры боевых зарядов.

Меняется начальная скорость и из-за разного веса снарядов: более тяжелый снаряд получает меньшую начальную скорость, и, наоборот, менее тяжелый — большую начальную скорость. По существую­щим заводским допускам вес снарядов может отличаться от нормаль­ного на 3 проц. в ту и другую сторону. Вследствие этого начальная скорость может отличаться от расчетной (табличной) на 1,18 проц. К изменению начальных скоростей ведет и износ канала ствола — выкрашивание нарезов, трещины и прочие дефекты. В результате при выстреле пороховые газы прорываются между ведущим пояском снаряда и стенками канала ствола. Меняется давление газов на дно снаряда, а следовательно, и его начальная скорость.

Если разнообразие начальных скоростей влечет за собой рассеи­вание снарядов по дальности, то произвольное изменение величины угла бросания и направления стрельбы в момент выстрела приводит к рас­сеиванию и по дальности и по направлению.

Несовершенство человеческого зрения и прицельных приспособ­лений не позволяет после каждого выстрела идеально точно восста­новить в прежнее положение ствол орудия. Мертвые ходы и люфты в механизмах наведения также вызывают смещение орудия в момент выстрела в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

 

В результате различия в баллистической форме снарядов и состо­яния его поверхности, а также изменения атмосферы за время от выстрела до выстрела снаряд может изменить направление полета. И это приводит к рассеиванию и по дальности и по направлению.

При стрельбе из танковой пушки на величину рассеивания преж­де всего влияет разнообразие углов бросания и значительно меньше различие начальных скоростей. Объясняется это тем, что стрельба ведется на малые и средние дальности.

Полностью избавиться от рассеивания нельзя. Его можно зна­чительно уменьшить. Как?

Прежде всего, наводчик должен быть хорошо подготовлен и на­тренирован, чтобы правильно и однообразно наводить оружие в цель. Очень важно содержать в порядке и своевременно регулировать при­цельные приспособления и механизмы наведения, а также тщательно ухаживать за каналом ствола. Не менее тщательно нужно готовить к стрельбе и боеприпасы, подбирать для стрельбы патроны с бое­выми зарядами одной партии и одинаковыми весовыми знаками на снарядах.

Совокупность траекторий, получаемых при большом числе выстре­лов из одного орудия, образует сноп траекторий (рис. 141). Пере­секаясь с вертикальной и горизонтальной плоскостями, точки па­дения снарядов распределяются на некоторой площади, называемой площадью рассеивания. Форма площади рассеивания близка к эл­липсу.

Рассматривая характер распределения точек попадания в эллипсе рассеивания, полученном при большом числе выстрелов, легко за­метить, что в его центре точки попадания расположены гуще. Если через площадь рассеивания провести две взаимно перпендикулярные линии так, чтобы по обе стороны от каждой из них находилось оди­наковое количество точек попадания, то точку пересечения можно принять за центр рассеивания или среднюю точку попадания. Услов­ная траектория, соответствующая центру рассеивания, называется средней траекторией. Относительно этой траектории ведутся все расчеты, актируются таблицы стрельбы.

Пределы возможных отклонений траектории относительно сред­ней и центра рассеивания учитываются с помощью различных единиц, характеризующих рассеивание. Одной из таких единиц являются сердцевинные полосы и образуемая их пересечением сердцевина рас­сеивания. Эти полосы располагаются симметрично вдоль осей рас­сеивания (рис. 141, б) и заключают в себе 70 проц. всех попаданий. Как правило, ширина сердцевинной полосы примерно равна одной трети всей площади рассеивания. В сердцевине рассеивания находит­ся 50 проц. всех попаданий.

 

Действительность стрельбы

В условиях скоротечного танкового огневого боя, как уже говорилось, очень важно нанести противнику наибольшие потери в кратчайший срок и с минимальным расходом боеприпасов.

Существует понятие — действительность стрельбы, характеризующее результаты стрельбы и их соответствие поставленной огневой задаче. В боевых условиях признаком высокой действительности стрельбы служит либо видимое поражение цели, либо ослабление огня противника, либо нарушение его боевого порядка, либо уход живой силы в укрытие. Однако ожидаемую действительность стрельбы можно оценить еще до открытия огня. Для этого определяется вероятность попадания в цель, ожидаемый расход боеприпасов для получения требуемого числа попаданий и время, необходи­мое на решение огневой задачи.

Вероятность попадания — это ве­личина, характеризующая возмож­ность попадания в цель при опреде­ленных условиях стрельбы и завися­щая от размеров цели, размеров эллипса рассеивания, положения сред­ней траектории относительно цели и, наконец, направления стрельбы относительно фронта цели. Выра­жается она либо дробным числом, либо в процентах.

При одном и том же рассеивании вероятность попадания, если центр цели совпадает с центром рассеива­ния, тем больше, чем больше размер цели (рис. 142, а). Если же стрельба ведется по целям одного и того же размера и средняя траектория прохо­дит через цель, вероятность попада­ния тем больше, чем меньше площадь рассеивания (рис. 142,6). Вероятность попадания тем выше, чем ближе центр рассеивания расположен к центру цели (рис. 142, в). При стрельбе по целям, имеющим большую протяжен­ность (рис. 142, г ), вероятность по­падания выше в том случае, если продольная ось эллипса рассеивания совпадает с линией наибольшей про­тяженности цели.

В количественном отношении ве­роятность попадания можно рассчи­тать различными способами, в том числе и по сердцевине рассеивания, если площадь цели не выходит за ее пределы. Как уже отмечалось, сердцевина рассеивания вмещает в себя лучшую (по кучности) половину всех пробоин. Очевидно, что вероят­ность попадания в цель будет меньше 50 проц. во столько раз, во сколько площадь цели меньше площади сердцевины. Площадь же сердцевины рассеивания легко определить по специальным таблицам стрельбы, имеющимся для каждого вида оружия.

Количество попаданий, необходимое для надежного поражения той или иной цели, величина, как правило, известная. Так, для пора­жения бронетранспортера достаточно одного прямого попадания, для разрушения пулеметного окопа — два-три попадания и т. д.

Зная вероятность поражения той или иной цели и потребное ко­личество попаданий, можно рассчитать ожидаемый расход снарядов на поражение цели. Так, если вероятность попадания равна 25 проц., или 0,25, а для надежного поражения цели необходимо три прямых попадания, то чтобы узнать расход снарядов, вторую величину делят на первую.

Баланс времени, в течение которого выполняется огневая задача, включает в себя время на подготовку стрельбы и время на саму стрель­бу. Время на подготовку стрельбы определяется практически и зави­сит не только от конструктивных особенностей вооружения, но и натренированности членов экипажа танка. Чтобы определить время на стрельбу, величину ожидаемого расхода боеприпасов делят на скорострельность, т. е. на количество снарядов, выпускаемых в еди­ницу времени. К полученной таким образом цифре прибавляют время на подготовку к стрельбе.

Стрельба из рельсотрона попала на видео — Российская газета

В социальных сетях появилось видео испытаний центром Военно-морских исследований ВМС США боевого образца рельсотрона — электромагнитной пушки, которая выстреливает кинетический заряд на расстояние и со скоростью, недосягаемой для традиционных боеприпасов.

В аннотации к сюжету говорится, что скорость снаряда, который выстреливает рельсотрон, превышает три километра в секунду, а это значительно превышает скорость снарядов для обычных вооружений. При этом снаряд не заряжается взрывчаткой и наносит повреждения цели за счет силы столкновения.

Судя по ролику, оружие представляет собой электромагнитную рельсовую пушку, способную разгонять токопроводящий снаряд вдоль металлических направляющих до скорости два километра в секунду. Сила электрического разряда превышает энергию молнии более чем в 100 раз. Вылетающий из жерла с огромной скоростью снаряд способен пробивать любую броню. Причем попадает в цель на расстоянии до 400 километров. Такому снаряду не нужна взрывчатка, что позволяет кораблям уменьшить запас взрывчатых веществ на борту.

Отметим, что в России испытания рельсотрона также проводились в Шатурском филиале Объединенного института высоких температур РАН. Электромагнитная пушка выстрелила снарядом весом в два грамма, придав ему скорость 3,2 километра в секунду. В теории она может разогнать снаряд массой до 100 грамм до первой космической скорости — восьми километров в секунду и более.

По словам одного из основных разработчиков рельсотрона, главы РАН Владимира Фортова, создание устройства связано в первую очередь с освоением космического пространства, исследованиями Вселенной, а также защитой от высокоскоростных комет или космического мусора, представляющих угрозу для землян. Кроме того, рельсотрон может применяться для вывода спутников на орбиту Земли.

Однако, несмотря на то, что в настоящее время ученые занимаются исключительно физическими вопросами, исследуя механику разрушений, рельстроны являются базой для создания принципиально новых систем вооружения, над ними работают крупнейшие компании мира. Так, в США в 2005 году стартовала программа по созданию такого оружия. В СМИ периодически сообщается про испытания, а к 2020 году планируется поставить егона вооружение американской армии.

Кстати

Любопытно, что от идеи до нынешних испытаний рельсотрона прошло 100 лет. Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры Фашон и Виллепле еще в 1916 году. Но дальше модели «пушки» дело не пошло, поскольку для того времени разработки казались просто фантастикой.

США: гиперзвуковой снаряд пронзит два танка

| Поделиться В США испытывается гиперзвуковой кинетический противотанковый снаряд, который сможет кардинально повысить боевые возможности перспективных американских танков. Снаряд оснащен прямоточным воздушно-реактивным двигателем со сверхзвуковой камерой сгорания (scramjet). Испытания проводятся исследовательским центром систем вооружений ARDEC (Armament Research Development and Engineering Center) в арсенале Пикатинни (штат Нью-Джерси). Стоящий на вооружении армии США стандартный кинетический противотанковый снаряд М829А2 калибра 120 мм при начальной скорости 5 Мах пронзает броню танка противника и поражает боевое отделение, не приводя при этом к взрыву боекомплекта. Во время операции «Буря в пустыне» сообщалось, что такой боеприпас смог пробить броню сразу двух танков Т-72, стоявших бок о бок. Однако у таких снарядов есть существенный недостаток — быстрая потеря начальной скорости вследствие сопротивления воздуха.

В отличие от обычных снарядов, активный снаряд с прямоточным воздушно-реактивным двигателем сможет поддерживать скорость снаряда в полете, значительно повышая его боевую эффективность. При этом становится возможным гарантированно поражать цели на больших дистанциях, а также использовать для борьбы с танками более легкие орудия. В отличие от обычных ракетных двигателей, отсутствует необходимость в запасе окислителя — горение топлива происходит в потоке сжатого разогретого потока набегающего воздуха. Выбирая профиль горения топлива, можно повышать дальность стрельбы не только прямой наводкой, но и с закрытых позиций.

Прототип снаряда, проходящий испытания в Пикатинни, оснащен двигателем с восемью камерами сгорания. Топливо — газообразный этилен. Конструкция оптимизирована для полета со скоростью 7 Мах при ускорении до 10000g. В будущем планируется довести предельное ускорение до 60000g, что соответствует ускорению снаряда в танковой пушке, и обеспечить термостойкость, достаточную для полета на гиперзвуковой скорости. Необходимо будет перейти на твердое топливо, что позволит обеспечить активный участок полета длиной до 4 км и более, а также обеспечить безопасное хранение боеприпасов на протяжении 20 и более лет.

Источник: по материалам журнала National Defense.



Рельсотрон на 27 килоджоулей / Хабр

Самый мощный любительский рельсотрон


Рельсотрон — это электрический ускоритель масс. Снаряд располагается между двух электродов, которые подключены к источнику постоянного тока. Снаряд замыкает электроды и приобретает ускорение вследствие силы Лоренца. Рельсотрон — это импульсное устройство. На практике часто работа обеспечивается конденсаторами, которые разряжаются в мгновение секунды.

С помощью рельсотрона снаряду можно придать очень большое ускорение. Это ускорение может быть куда выше, чем в традиционном оружии, в котором пуля приводится в движение химической энергией реакции горения пороха. Рельсотрон является перспективным оружием. В некоторых случаях скорость снаряда измеряется тысячами метров в секунду, что сулит колоссальные разрушения, высокую дальность стрельбы и сложность защиты от поражения. На данный момент ни одна страна в мире не имеет рельсотронов на вооружении. Сейчас существуют лишь тестовые образцы. В частности, над рельсотроном для корабельного вооружения работает флот США.

Рельсотрон — это две рельсы, снаряд и источник тока. Общая простота конструкции привлекает любителей. Некто Xtamared собрал свой носимый образец. Энергия выстрела составляет 1,8 килоджоулей энергии. (Это цифра энергии заряда в конденсаторах. Потери огромны, и сравнивать с энергией выстрела патрона АК-74 калибра 5,45×39 мм — около 1,3 кДж — не стоит.) Группа других умельцев собрала свой рельсотрон, и его мощность куда выше — в конденсаторах находится до 27 кДж энергии. Как показали тесты, выстрел из этого рельсотрона уже смертелен.

Общая масса устройства составила примерно 113 кг. На фотографии до ката представлена лишь собственно сама пушка. Огромная батарея из 56 конденсаторов и толстые кабели не показаны. Автор проекта называет себя Ziggy Zee. Проект выполнен на высоком уровне. Автор говорит, что он проработал в оружейной компании три года.


Развёртывание, монтаж и первый тест с энергией выстрела 20,5 кДж.
Второй выстрел. Снаряд застрял, расплавился и испарился. Рельсотрон не пострадал.
Пятый выстрел, тест с баллистическим гелем. Использовался соответствующий натовскому стандарту 20-процентный гель с температурой 10°. Это означает, что его условия были максимально приближены к плотности человеческой плоти. Снаряд вошёл глубоко и показал свою смертоносность. Масса снаряда в три раза выше, чем у пистолетной пули калибра 9 мм, поэтому останавливающее действие выше.
Девятый и десятый выстрелы. Стрельба по десяти и девяти блюдам из фарфора.

Если приложить потенциал к рельсам, на которых находится неподвижный снаряд, то он просто расплавится. Поэтому его нужно разогнать до контакта с рельсами. Умелец Ziggy Zee использовал вполне традиционное для этого решение — баллончик с углекислым газом. После нажатия на спусковой крючок снаряд из алюминия разгоняется до ≈80 км/ч, не очень высокой скорости.

Снаряд входит в контакт с двумя параллельными рельсами из меди. Рельсы плотно сдавливают снаряд, создавая достаточно трения для предотвращения движения. Трение настолько высоко, что холостой выстрел без напряжения заставит снаряд застрять между рельс. За счёт тока во время движения часть алюминия плавится, обеспечивая отличную смазку. Сила Лоренца разгоняет снаряд, и он выходит из пушки на большой скорости.

Часто при создании рельсотронов огромное внимание уделяется пушке и её электрической составляющей. Но важен и снаряд. В качестве материала снаряда был выбран алюминий. Ziggy Zee замечает, что существует недопонимание: многие считают, что нужны ферромагнетики — сталь. Но железо плохо подходит для стрельбы из рельсотрона ввиду высокой температуры плавления и плохой проводимости. Это не пушка Гаусса, ферромагнетизм в рельсотроне не так определяющ.

Снаряд состоит из головы, из которой выходят две ножки. Экспериментально умельцы выяснили, что ножки теряют огромные количества алюминия. Это вполне ожидаемо. В процессе стрельбы ножки прижимаются к рельсам с высокой силой — расчёты указывают на число более 4000 Н. Так обеспечивается отличный контакт с рельсами.

Рельсы закреплены плотно, поэтому снаряд выталкивается, словно вода из сдавленного конца садового шланга. На фотографии выше представлен снаряд массой 22 грамма. После седьмого теста была создана облегчённая версия массой 14 граммов. Голову снаряда урезали для обеспечения лучшего проникновения и понижения вероятности заедания.

Пушка и снаряды не представляют никакой угрозы без конденсаторов. В них и заключается вся опасность и 80 % массы устройства. Для работы пушки понадобилась огромная батарея из 56 конденсаторов. Новенькие стоят 850 $, то есть все обошлись бы в 50 тысяч долларов. Умельцы смогли достать 58 штук (2 запасных на случай выхода из строя) всего за 2600 $. Но на это ушло два года.

Каждый из конденсаторов рассчитан на работу под напряжением до 400 В и имеет ёмкость в 6000 мкФ. Конденсаторы импульсные. Для соединения конденсаторов использовались бруски алюминия толщиной в четверть дюйма (0.64 см). От брусков требовалось выдерживать огромный ток. Нужна механическая прочность, чтобы можно было без повреждений переносить каждый банк конденсаторов массой порядка 22 кг. Ширина брусков тоже имеет значение: концентрированное магнитное поле могло бы разорвать узкие проводники. Конечно, медь могла бы подойти лучше, но авторы проекта посчитали, что она слишком дорога и тяжела.

Дырки в брусках сделали сверлильным станком, конденсаторы закрепили. От соприкосновения бруски отделяет фрагмент из ацеталевого пластика.

Для собственно пушки Ziggy Zee выбрал гаролит G10. В качестве требований предъявлялись экстремально высокая прочность, технологическая обрабатываемость и околонулевая проводимость. Во время пуска рельсы испытывают килоньютоны силы, которые отталкивают их друг от друга. Гаролит хорошо подошёл: он рассчитан на давление до ≈344.7 МПа (50000 psi, сравнимо со сталью) и обладает хорошей теплостойкостью (он горит, а не плавится).


На фотографию попал очень ранний прототип снаряда, который не использовался.

Для крепежа использовалась немагнитная нержавеющая сталь трёхсотой серии. Камеру пневматического ускорителя собрали из ударостойкого АБС-пластика. Гаролит приклеили к бруску дерева 4×4 дюйма клеем E6000.

В качестве спускового механизма используется фрагмент пейнтбольного оружия. Пушку покрасили аэрозолем.

Магнитное поле должно находиться за снарядом. Автор проекта подсчитал, что магнитное поле максимально, когда снаряд проходит примерно 5 сантиметров вдоль рельсов. Контакт между снарядом и рельсами нежелателен, пока снаряд не пройдёт хотя бы дюйм (2,54 см). Нужные части были обработаны ленточной шлифовальной машиной.

Для будущих оптических элементов на пушку закрепили планки Пикатинни и прочий обвес. На рельсотрон поставили сошку-двуногу.

Силовые кабели можно припаять, но Ziggy Zee предположил, что они будут отлетать. (Как показывают видеоролики, они и вправду отлетают при выстреле.) Поэтому было создано крепление, которое можно быстро восстановить.


Результат работы

Для стрельбы конденсаторы нужно заряжать. В полевых условиях для этого используется банк из девятивольтовых батарей. Их хватает на пять выстрелов. Автор проекта надеется в будущем приспособить для зарядки 12-вольтовую автомобильную батарею через инвертор на 120 В, трансформатор для повышения напряжения и выпрямитель.

Напряжение конденсаторов при зарядке возрастает экспоненциально. То есть при приближении к полному потенциалу скорость зарядки становится всё меньше и меньше. Поэтому для зарядки 400-вольтовых конденсаторов Ziggy Zee использовал 450 вольт, а иногда и 500. Но здесь важно вовремя прервать процесс зарядки.

Анализ данных выстрелов показал низкий износ. Ziggy Zee оценивает ресурс рельсов в 50 выстрелов. Медные рельсы почти не стираются, на них лишь нарастает слой алюминия. Его можно удалить.

Ziggy Zee будет улучшать проект и в дальнейшем. В планах автора изменить процесс заталкивания снаряда в ствол (сейчас на это уходит слишком много времени), улучшить конструкцию снарядов, использовать автомобильный аккумулятор для зарядки и попробовать переключать батарею кондесаторов последовательно для достижения 800 вольт на рельсах. Последнее потребует пересмотреть требования безопасности: изоляция кабелей рассчитана всего на 600 В.

Канал на YouTube
Альбом с фотографиями

О скорости полета снаряда и выборе упреждения.: world_of_ru — LiveJournal

Многие жалуются на низкую скорость полета снаряда в игре. Мол, стреляешь, снаряд летит себе, а цель успевает уехать. Вроде как такого в жизни не бывает, КВГ все это придумал.

Надо бы развеять этот миф. Лезем в банальнейшую википедию, находим статью о Т-34 (наверное, самый популярный танк в ВоТ) и вытаскиваем оттуда вот такую строчку:

Основным вооружением Т-34 ранних выпусков (1940 — начала 1941 года) являлась 76-мм пушка образца 1938/39 годов (Л-11). Длина ствола орудия — 30,5 калибров / 2324 мм, начальная скорость бронебойного снаряда — 612 м/с.

Что такое 612 м/с? Для сравнения — скорость звука равна 340.29 м/с. Т.е. при ударе молнии в 340 метрах от нас мы услышим раскаты грома только через секунду. Соответственно, при выстреле из орудия Т-34 на дистанцию в те же 340 метров снаряд достигнет цели через 0,5(5) (5 в периоде) секунд. Правилен ли этот расчет времени? В реальности — нет. Существует сопротивление воздуха, снаряд летит не строго по прямой, а очень даже по параболе. Поэтому время полета снаряда будет еще больше. Охотно верю, что баллистическая модель в Мире Цистерн сильно упрощена для снижения нагрузок на кластеры.

Возьмем грубые округления для простоты и наглядности. Положим, снаряд летит на 300 метров за 0,6 секунды, на 200 метров — за 0,4 секунды, а на 100 — 0,2 секунды. Что такое 0,2 секунды? Это довольно много. При пульсе в 80 ударов в минуту в вашем сердце произойдет сокращение желудочков. Двигатель машины Формулы-1 сделает 63 оборота. Профессиональный игрок в Контр-страйк успеет отреагировать на появление цели и сделать хэдшот. Танк М4 Шерман на скорости в 44 км/ч успеет проехать 12 метров с небольшим — две длины своего корпуса. А еще 0,2 секунды вполне заметны человеческим мозгом. В пылу боя они вполне могут показаться вечностью.

Перейдем к артиллерии. Тут все еще интереснее. При выстреле на 600 метров снаряд летит не секунду. И это правильно. Так как снаряд летит по параболе, набирая и теряя высоту. Путь снаряда составляет величину раза в 1,5-2 большую, чем расстояние до цели. Ситуация в игре кажется искусственной и натянутой, но когда начинаешь считать цифры — понимаешь, что она в необходимой степени близка к реальности.

Что из всего это следует? При выстреле надо учитывать скорость полета собственного снаряда, скорость цели и расстояние до нее. На практике, конечно, никто расчеты не проводит. Пристреливаются на глазок. Увы, но большая часть наших рогатых коллег не умеет в упреждение. Они лупят по силуэту движущегося танка и удивляются, что не попадают. Именно поэтому мопед Т-50-2 вызывает анальное жжение — мало кто понимает, что надо стрелять перед ним, а не в него. Эта информация не нова для опытных игроков, но поможет новичкам — я надеюсь.

Да, если что — я буду онлайн только завтра. Увы, посраться в каментах сегодня не смогу. Прошу отнестись с ПОНИманием

Дополнительные измерения скорости снаряда

Подставляя высоту 0,22 метра, я получаю начальную скорость 2,08 м/с. Опять же, я еще не рассматривал неопределенность, но она довольно близка к другому значению из видео.

Эр? Почему они разные?

Два метода для горизонтальных снимков дают примерно одинаковые значения, а два метода для вертикальных снимков дают примерно одинаковые значения (но отличаются от горизонтальных). Единственное, что я могу придумать, чтобы объяснить разницу, — это гравитационная сила, действующая на мяч, когда он летит вертикально.Во время «выстрела» над мячом могут совершать работу две силы: сила притяжения Земли и сила пружины. Вот диаграмма.

Обратите внимание, что для горизонтального выстрела гравитация не работает, поскольку она перпендикулярна направлению смещения (также пол пусковой установки давит на шар и не действует). Глядя только на шарик и пружину, я могу записать проделанную работу. Я смотрю на пружину как на часть системы, так как это непостоянная сила.Это позволит мне использовать потенциальную энергию пружины.

Здесь s — это степень сжатия пружины. Я исходил из предположения, что работа силы тяжести на этом коротком расстоянии на самом деле не имеет значения, но очевидно, что она имеет значение. Какой должна быть жесткость пружины, чтобы дать мне эти разные значения начальной скорости? Я назову один v h для начальной горизонтальной скорости и v v для вертикальной скорости. Вот то же выражение для горизонтальной скорости (через м, к и с):

Возьмем разность квадратов скоростей (v h 2 — v v 2 ):

Я могу легко измерить массу мяча.Это даст мне значение для s , которое я могу рассчитать и сравнить с реальностью. Масса шарика около 16 грамм. Это даст сжатие пружины:

Ни в коем случае. Я попытался измерить сжатие пружины и получил где-то около 0,035 метра. Я могу придумать только одну причину (ну, две, если учесть возможность того, что я где-то облажался). Возможно, на конце этой пружины находится значительная масса. Это означало бы, что пружина должна ускорять как шарик, так и массу, и что мне нужно будет учитывать работу, совершаемую над дополнительной массой в вертикальном случае (но не в горизонтальном случае).В порядке. Я не могу остановиться сейчас. Я собираюсь получить приблизительное значение постоянной пружины.

Чтобы получить значение жесткости пружины, я поставил пусковую установку на край (так, чтобы она была направлена ​​вверх). Вставил в пусковую палку (без шарика) и сверху добавил массы. Я записал массу как степень сжатия. Вот данные (я собрал только 4 точки данных, потому что торопился найти ответ).

Это отличный пример того, почему график лучше, чем просто одна точка данных.Что, если на конце этой пружины есть масса (которая скрыта)? График и наклон не меняются, потому что есть какая-то скрытая масса (ну, график может, но не наклон). Во всяком случае, эти данные показывают, что 1/k = 0,005 м/Н или k = 200 Н/м.

Итак, насколько сильно я должен сжать это, чтобы выстрелить мячом горизонтально со скоростью 3 м/с?

Измерил компрессию 0,036 метра. Что, если там есть «лишняя масса»? Я могу решить это, используя измеренное сжатие и массу мяча.

При этом я получаю «лишнюю массу» 0,7 кг. Это кажется действительно высоким. Я действительно не знаю, что здесь происходит. Это мои последние мысли (все еще нужно посмотреть на это подробнее)

  • Может быть, на пружине есть «лишняя масса» или даже масса пружины важна
  • Может быть, есть значительная сила трения

Влияние начальной скорости снаряда на распространение загрязнений в суррогатной «дорожке раны» нижней конечности | Интернет-исследования в области здравоохранения и окружающей среды (HERO)

Заголовок

Влияние начальной скорости снаряда на распределение загрязнения в суррогатной «дорожке раны» нижней конечности.

Авторы)

Кребсбах, Массачусетс; Муци-Кюхлер, KH; Хинц, Б.Дж.; ,

Журнал

Военная медицина
ISSN: 0026-4075
EISSN: 1930-613X

Абстрактный

В этой статье представлено экспериментальное исследование, в котором изучается взаимосвязь между начальной скоростью снаряда и распространением бактерий по следу раны из-за поверхностного загрязнения.Баллистический желатиновый цилиндр использовали в качестве заменителя нижней конечности, а загрязнение поверхности моделировали с помощью круглой фильтровальной бумаги, смоченной раствором, содержащим штамм Escherichia coli K-12, который ранее был трансформирован для экспрессии зеленого флуоресцентного белка и был устойчив к ампициллину. Свинцовый круглоголовый снаряд калибра 11,43 мм был выпущен через зону заражения в заменитель конечности со скоростями стрельбы от 61 до 199 м/с. «Намотанную дорожку» извлекали и разрезали на 10 равномерно расположенных ломтиков.Затем из каждого среза удаляли постоянную полость с помощью перфоратора для биопсии, разжижали и выращивали на селективном агаре, содержащем ампициллин. Прямое и нормализованное количество бактериальных колоний и нормированные размеры площади, покрытой бактериальными колониями, использовались для сравнения различий между тенденциями распределения, соответствующими разным скоростям снаряда. Полученные результаты показали, что для рассмотренных случаев увеличение скорости снаряда приводило к значительному смещению процента загрязнения из области входа «раны» в область выхода «раны».

Скорость снаряда адепта — модификация легендарного оружия Destiny 2

В: Что такое мастерские свитки?

О: Большинство легендарных оружий можно усовершенствовать. Система шедевров — это способ улучшить ваше любимое оружие до максимума.

В: Что нужно, чтобы улучшить оружие до шедевра?

О: В общих чертах, для улучшения вашего оружия требуется небольшое количество мерцания, легендарных осколков и, самое главное, ядер улучшения.В зависимости от того, на каком уровне находится ваше оружие, требования для повышения его до следующего уровня увеличиваются по мере того, как оружие приближается к полной мастерской работе (уровень 10).

В: Какие преимущества я получаю, мастерски работая с оружием?

О: Каждый уровень, на который вы повышаете свое оружие, дает небольшой положительный эффект для одной характеристики, выбранной случайным образом при выпадении предмета. Кроме того, на уровне 5 вы получаете доступ к отслеживанию убийств.На уровне 10 ваши множественные убийства будут генерировать сферы света.

В: Так что же это за характеристики «мастерского броска»?

О: Это возможные характеристики, к которым улучшение вашего оружия даст бонус. В зависимости от того, на каком уровне вы находитесь, вы можете дать от 1 до 10 дополнительных очков в любой из характеристик, перечисленных для вашего оружия.

В: С этим что-то не так?

О: API Bungie в настоящее время говорит, что любое оружие потенциально может быть использовано со всеми характеристиками в качестве мастерской характеристики.Очевидно, что это неверно, так как радиус взрыва неприменим, скажем, к автоматическим винтовкам. Список, который вы видите на этой странице, урезан, чтобы отображать только те характеристики, которые действительно отображаются на оружии. Однако возможно, что у Bungie за кулисами есть дополнительная логика, которая дополнительно фильтрует эти возможности, например, запретить определенным предметам иметь мастерскую работу Impact. Пока Bungie не изменит файлы API, чтобы на 100 % точно отображать, какая статистика шедевров возможна на каждый пункт, воспринимайте то, что вы видите здесь, с щепоткой соли.

Движение снаряда

Движение снаряда

3.3. Движение снаряда

Самый большой кайф в бейсболе — это хоумран. Движение мяча по его криволинейной траектории к трибунам — распространенный тип двумерного движения, называемого «движением снаряда». Хорошее описание такого движения часто можно получить, предполагая отсутствие сопротивления воздуха.

КОНЦЕПЦИИ КРАТКИЙ ОБЗОР Следуя подходу, показанному на рисунке 3.6 мы рассматриваем горизонтальную и вертикальную части движения отдельно. В горизонтальном или x направлении движущийся объект (снаряд) не замедляется при отсутствии сопротивления воздуха. Таким образом, х-компонента скорости остается постоянной при своем начальном значении или v х = v , а х-компонента ускорения составляет а х = 0 м/с 2 . Однако в вертикальном направлении или в направлении Y снаряд испытывает эффект гравитации. В результате y составляющая скорости v y не постоянна, а изменяется.Y-компонент ускорения a y — это нисходящее ускорение под действием силы тяжести. Если путь или траектория снаряда проходит вблизи поверхности земли, y имеет величину 9,80 м/с 2 . Таким образом, в этом тексте фраза «движение снаряда» означает, что x = 0 м/с 2 и y равно ускорению свободного падения, как показано в таблице «Краткий обзор» на рис. 3.8 резюмирует. Пример 2 и другие примеры в этом разделе иллюстрируют, как уравнения кинематики применяются к движению снаряда.

КРАТКИЕ ПОНЯТИЯ При движении снаряда горизонтальная или x составляющая ускорения равна нулю, а вертикальная или y составляющая ускорения является ускорением свободного падения. На этой покадровой фотографии кошка демонстрирует движение снаряда в воздухе, предполагая, что эффект сопротивления воздуха можно игнорировать. (© Стивен Далтон/Photo Researchers).
Пример 2 Пакет помощи при падении

На рис. 3.9 показан самолет, движущийся горизонтально с постоянной скоростью +115 м/с на высоте 1050 м. В качестве положительных направлений выбраны направления вправо и вверх. Самолет выпускает «пакет помощи», который падает на землю по кривой траектории. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить время, необходимое для того, чтобы пакет упал на землю.

Рисунок 3.9 Пакет, падающий с самолета, является примером движения снаряда, как показано в примерах 2 и 3.

Рассуждение Время, необходимое пакету для удара о землю, равно времени, за которое пакет падает с высоты 1050 м по вертикали. При падении он движется как вправо, так и вниз, но эти две части движения происходят независимо друг от друга. Поэтому мы можем сосредоточиться исключительно на вертикальной части.Заметим, что пакет первоначально движется в горизонтальном направлении или в направлении x, а не в направлении y, так что v 0y = 0 м/с. Кроме того, при ударе пакета о землю y-компонента его смещения составляет y=–1050 м, как показано на рисунке. Ускорение обусловлено силой тяжести, поэтому a y = –9,80 м/с 2 . Эти данные резюмируются следующим образом:

Данные направления Y 
у 
а г  
v г  
v 0y  
т
–1050 м 
–9.80 м/с 2  

0 м/с
?

Используя эти данные, можно использовать уравнение 3.5b () для определения времени падения.

Понимание решения проблем
Переменные y, a y , v y и v 0y являются скалярными компонентами. Таким образом, алгебраический знак (+ или -) должен быть включен с каждым из них для обозначения направления.

Решение Поскольку v 0y =0 м/с, это следует из уравнения 3.5б это и

Свободно падающий пакет в Примере 2 набирает вертикальную скорость на пути вниз. Однако горизонтальная составляющая скорости сохраняет свое начальное значение v 0x =+115 м/с на протяжении всего спуска. Поскольку самолет также движется с постоянной горизонтальной скоростью +115 м/с, он остается прямо над падающим пакетом. Пилот всегда видит пакет прямо под самолетом, как показано пунктирными вертикальными линиями на рисунке 3.9 шоу. Этот результат является прямым следствием того, что пакет не имеет ускорения в горизонтальном направлении. На самом деле сопротивление воздуха замедляло бы пакет, и он не оставался бы прямо под самолетом во время снижения. Рисунок 3.10 дополнительно поясняет этот момент, иллюстрируя, что происходит с двумя упаковками, которые одновременно высвобождаются с одной и той же высоты. Пакету B придается начальная составляющая скорости v 0x =+115 м/с в горизонтальном направлении, как в примере 2, и пакет следует по пути, показанному на рисунке.Пакет A, с другой стороны, сбрасывается с неподвижного воздушного шара и падает прямо на землю, поскольку v 0x = 0 м/с. Оба пакета упали на землю одновременно.

Рисунок 3.10 Пакет A и пакет B выбрасываются одновременно на одной высоте и ударяются о землю в одно и то же время, потому что их переменные y (y, a y и v 0y ) одинаковы.

Не только пакеты на рисунке 3.10 достигают земли в одно и то же время, но у-компоненты их скоростей также равны во всех точках на пути вниз. Однако пакет B ударяется о землю с большей скоростью, чем пакет A. Помните, что скорость — это величина вектора скорости, и скорость B имеет компонент x, а скорость A — нет. Величина и направление вектора скорости пакета B в момент непосредственно перед ударом пакета о землю вычисляются в примере 3.

Пример 3  Скорость пакета помощи что ускорение в горизонтальном направлении или направлении x отсутствует.Концептуальный пример 4 обсуждает интересное значение этой функции.

Концептуальный пример 4  Я выпустил пулю в воздух…

Предположим, вы едете в кабриолете с опущенным верхом. Автомобиль движется вправо с постоянной скоростью. Как показано на рис. 3.11, вы направляете винтовку прямо вверх и стреляете из нее. Куда приземлится пуля при отсутствии сопротивления воздуха — позади вас, впереди вас или в стволе винтовки?

Рис 3.11 Автомобиль движется с постоянной скоростью вправо, а винтовка направлена ​​прямо вверх. При отсутствии сопротивления воздуха пуля, выпущенная из винтовки, не имеет ускорения в горизонтальном направлении. В результате пуля попадала обратно в ствол винтовки.

Обоснование и решение Если присутствует сопротивление воздуха, оно замедлит пулю и заставит ее приземлиться позади вас, ближе к задней части автомобиля. Однако сопротивление воздуха отсутствует, поэтому следует более внимательно рассматривать движение пули.До выстрела из винтовки пуля, винтовка и автомобиль движутся вместе, поэтому пуля и винтовка имеют такую ​​же горизонтальную скорость, что и автомобиль. При выстреле из винтовки пуле придается дополнительная составляющая скорости в вертикальном направлении; пуля сохраняет скорость автомобиля как свою начальную горизонтальную составляющую скорости, поскольку винтовка направлена ​​прямо вверх. Поскольку сопротивление воздуха не замедляет ее, пуля не испытывает горизонтального ускорения. Таким образом, горизонтальная составляющая скорости пули не меняется.Он сохраняет свое первоначальное значение и остается согласованным с винтовкой и автомобилем. В результате пуля все время остается прямо над винтовкой и будет падать прямо в ствол винтовки , как показано на рисунке. Эта ситуация аналогична ситуации на рис. 3.9, где пакет помощи при падении остается прямо под плоскостью.

Связанное домашнее задание: Концептуальный вопрос 12, задача 34

Моделирование концепции 3.1

скорость пули. Кроме того, моделирование показывает компоненты x и y скорости пули, когда пуля движется в воздухе.

, связанные с домашним заданием: Концептуальный вопрос 7, проблема 34

0

Часто снабжены снарядами, такие как футбольные и бейсболы, отправляются в воздух под углом в отношении земли.Зная начальную скорость снаряда, можно получить массу информации о его движении. Например, в Примере 5 показано, как рассчитать максимальную высоту, достигнутую снарядом.

Пример 5  Высота начального удара

Также можно найти общее время или «время зависания», в течение которого футбольный мяч на рис. 3.12 находится в воздухе. Пример 6 показывает, как определить это время.

Пример 6 Время полета стартового снаряда

Еще одна важная характеристика движения снаряда называется «дальностью полета».Дальность, как показано на рис. 3.12, представляет собой горизонтальное расстояние, пройденное между пуском и приземлением, при условии, что снаряд возвращается на тот же вертикальный уровень, на котором он был выпущен. В примере 7 показано, как получить диапазон.

Концептуальное моделирование 3.2

Это моделирование позволит вам изучить концепции максимальной высоты и диапазона движения снаряда. Вы можете управлять начальной скоростью и углом мяча, а затем наблюдать, как компоненты его скорости меняются со временем по мере его движения по криволинейной траектории.Моделирование также отображает графики положения и скорости как функции времени.

связанные домашнее задание: Проблемы 18, 73

Пример 7 Ассортимент Kickoff

Диапазон в предыдущем примере зависит от угла Q , по которому снаряд выстреливается выше горизонтали. При отсутствии сопротивления воздуха максимальная дальность полета получается при .

Проверьте свое понимание

Снаряд выпущен в воздух и движется по параболической траектории, показанной на рисунке. Сопротивления воздуха нет. В любой момент снаряд имеет скорость v и ускорение a. Какой один или несколько рисунков не могут представлять направления для v и a в любой точке траектории?

Фон: В основе этого вопроса лежит фундаментальная природа движения снаряда, как и природа гравитации.

По аналогичным вопросам (в том числе расчетным аналогам) обращайтесь к тесту для самооценки 3.1. Этот тест описан в конце этого раздела.

В рассмотренных до сих пор примерах использовалась информация о начальном местоположении и скорости снаряда для определения конечного местоположения и скорости. Пример 8 имеет дело с противоположной ситуацией и иллюстрирует, как можно использовать конечные параметры с уравнениями кинематики для определения начальных параметров.

Бейсболист совершает хоумран, и мяч приземляется на левое сиденье на высоте 7,5 м над точкой, в которую он попал. Он приземляется со скоростью 36 м/с под углом 28° ниже горизонтали (см. рис. 3.13). Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти начальную скорость, с которой мяч покидает биту.

Рисунок 3.13 Скорость и местоположение бейсбольного мяча при приземлении можно использовать для определения его начальной скорости, как показано в Примере 8.

Рассуждение Чтобы найти начальную скорость, мы должны определить ее величину (начальная скорость v 0 ) и ее направление (угол q на рисунке). Эти величины связаны с горизонтальной и вертикальной составляющими начальной скорости (v 0x и v 0y ) соотношениями

Следовательно, необходимо найти v 0x и v 0y , что мы и сделаем с уравнениями кинематики.

Решение Поскольку сопротивление воздуха не учитывается, горизонтальная составляющая скорости v x остается постоянной на протяжении всего движения. Таким образом,

Значение для v 0y можно получить из уравнения 3.6b и данных, показанных ниже (см. рис. 3.13 для положительного и отрицательного направлений):
Данные направления Y 
у 
а г  
v г  
v 0y  
т
+7.5 м
–9,80 м/с 2  
(–36 sin 28°) м/с
?

При определении v 0y мы выбираем знак плюс для квадратного корня, потому что вертикальная составляющая начальной скорости указывает вверх на рис. 3.13, что является положительным направлением. Начальная скорость v 0 и угол бейсбольного мяча равны

155
155
Интерактивное обучение 3.2

В 1971 году астронавт Алан Шепард ступил на поверхность Луны. В момент прихоти он ударил по мячу для гольфа, который был запущен вверх и следовал знакомой траектории. Однако траектория отличалась от земной, потому что ускорение силы тяжести на Луне примерно в шесть раз меньше, чем на Земле. Рассмотрим тот же мяч на земле, брошенный под тем же углом и с той же скоростью. Найдите отношение (а) максимальной высоты лунного шара к максимальной высоте земного шара и (б) дальности полета лунного шара к дальности земного шара.

Соответствующее домашнее задание: Задачи 19, 23

В пути ускорение значительно влияет на величину траектории снаряда. Например, бейсбольный мяч или мяч для гольфа полетят на Луне гораздо дальше и выше, чем на Земле, если их запустить с той же начальной скоростью. Причина в том, что гравитация Луны составляет лишь одну шестую от силы земной.

В разделе 2.6 указывается, что некоторые типы симметрии относительно времени и скорости присутствуют для свободно падающих тел. Эти симметрии также обнаруживаются в движении снарядов, поскольку снаряды свободно падают в вертикальном направлении. В частности, время, необходимое снаряду для достижения максимальной высоты H, равно времени, затраченному на возвращение на землю. Кроме того, на рис. 3.14 видно, что скорость v объекта на любой высоте над землей на восходящем участке траектории равна скорости v на той же высоте на нисходящем участке.Хотя две скорости одинаковы, скорости различны, потому что они указывают в разных направлениях. Концептуальный пример 9 показывает, как использовать этот тип симметрии в ваших рассуждениях.

Рисунок 3.14 Скорость v снаряда на заданной высоте над землей одинакова на восходящем и нисходящем участках траектории. Однако скорости различны, поскольку они направлены в разные стороны.
Концептуальный пример 9 Два способа бросить камень

С вершины утеса, возвышающегося над озером, человек бросает два камня.Камни имеют одинаковые начальные скорости v 0 , но камень 1 брошен вниз под углом q ниже горизонтали, а камень 2 брошен вверх под тем же углом над горизонталью, как показано на рис. 3.15. Сопротивлением воздуха пренебречь и решить, какой камень ударится о воду с большей скоростью.

Рисунок 3.15 Со скалы брошены два камня с одинаковыми начальными скоростями v 0 , но под равными углами q , лежащими ниже и выше горизонта.Концептуальный пример 9 сравнивает скорости, с которыми камни ударяются о воду внизу.

Обоснование и решение Можно предположить, что камень 1, брошенный вниз, ударится о воду с большей скоростью. Чтобы показать, что это не так, давайте проследим путь камня 2, когда он поднимается на максимальную высоту и падает обратно на землю. Обратите внимание на точку P на рисунке, где камень 2 возвращается к своей начальной высоте; здесь скорость камня 2 v 0 , но его скорость направлена ​​под углом q ниже горизонта.Это именно тот тип симметрии снаряда, который показан на рис. 3.14. Таким образом, в этот момент камень 2 имеет скорость, идентичную скорости, с которой камень 1 брошен вниз с вершины утеса. С этого момента скорость камня 2 изменяется точно так же, как скорость камня 1, поэтому оба камня ударяются о воду с одинаковой скоростью.

Связанное домашнее задание: Задачи 37, 65

Во всех примерах в этом разделе снаряды летят по криволинейной траектории.В общем, если единственным ускорением является ускорение силы тяжести, можно показать, что форма траектории является параболой.

Тест самооценки 3.1

Проверьте свое понимание материала в разделах 3.1, 3.2 и 3.3:

· Движение в двух измерениях при постоянном ускорении · Уравнения кинематики · · Движение снаряда

Используйте тест для самооценки 3.1, чтобы проверить свое понимание этих понятий.

Copyright © 2000-2003 John Wiley & Sons, Inc. или связанных компаний. Все права защищены.

5.3 Движение снаряда — физика

Раздел Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Описать свойства движения снаряда
  • Применение кинематических уравнений и векторов для решения задач, связанных с движением снаряда

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим учащимся освоить следующие стандарты:

  • (4) Научные концепции.Учащийся знает и применяет законы, управляющие движением в двух измерениях, в различных ситуациях. Ожидается, что студент:
    • (C) анализировать и описывать ускоренное движение в двух измерениях с помощью уравнений.

Кроме того, руководство по физике для средней школы обращается к содержанию этого раздела лабораторной работы под названием «Движение в двух измерениях», а также к следующим стандартам:

  • (4) Научные концепции. Учащийся знает и применяет законы, управляющие движением, в различных ситуациях.Ожидается, что студент:
    • (C) анализировать и описывать ускоренное движение в двух измерениях, используя уравнения, включая примеры снарядов и окружностей.

Ключевые термины раздела

сопротивление воздуха максимальная высота (снаряда) снаряд
движение снаряда диапазон траектория

Свойства движения снаряда

Движение снаряда – это движение предмета, подброшенного (выброшенного) в воздух.После начальной силы, запускающей объект, на него действует только сила тяжести. Объект называется снарядом, а его путь называется его траекторией. Когда объект движется по воздуху, он сталкивается с силой трения, которая замедляет его движение, называемую сопротивлением воздуха. Сопротивление воздуха значительно изменяет траекторию движения, но из-за сложности расчета оно игнорируется во вводной физике.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL] Проверьте добавление векторов графически и аналитически.

[BL][OL][AL] Объясните термин движение снаряда. Попросите учащихся угадать, от чего может зависеть движение снаряда? Важна ли начальная скорость? Важен ли угол? Как эти вещи повлияют на его высоту и расстояние, которое он покроет? Ввести понятие сопротивления воздуха. Просмотрите кинематические уравнения.

Самая важная концепция в движении снаряда состоит в том, что горизонтальное и вертикальное движения независимы, то есть они не влияют друг на друга.На рис. 5.27 пушечное ядро ​​в свободном падении (обозначено синим цветом) сравнивается с пушечным ядром, выпущенным горизонтально при движении снаряда (обозначено красным). Вы можете видеть, что пушечное ядро ​​в свободном падении падает с той же скоростью, что и пушечное ядро ​​в движении снаряда. Имейте в виду, что если бы пушка запускала шар с любой вертикальной составляющей скорости, вертикальные смещения не совпадали бы идеально.

Поскольку вертикальные и горизонтальные движения независимы, мы можем анализировать их отдельно, вдоль перпендикулярных осей.Для этого мы разделим движение снаряда на две составляющие его движения, одну по горизонтальной оси, а другую по вертикальной.

Фигура 5.27 На диаграмме показано движение снаряда пушечного ядра, выпущенного под горизонтальным углом, по сравнению с ядром, брошенным без горизонтальной скорости. Обратите внимание, что оба ядра имеют одинаковое вертикальное положение с течением времени.

Назовем горизонтальную ось осью x , а вертикальную ось осью y .Для обозначения d — полное перемещение, а х и y — его составляющие по горизонтальной и вертикальной осям. Величины этих векторов равны x и y , как показано на рис. 5.28.

Фигура 5,28 Мальчик пинает мяч под углом θ , и он смещается на с по своей траектории.

Как обычно, мы используем скорость, ускорение и перемещение для описания движения.Мы также должны найти компоненты этих переменных по осям x и y . Тогда компоненты ускорения очень просты: a y = – g = –9,80 м/с 2 . Обратите внимание, что это определение определяет направление вверх как положительное. Поскольку гравитация вертикальна, a x = 0. Оба ускорения постоянны, поэтому мы можем использовать кинематические уравнения. Для обзора кинематические уравнения из предыдущей главы сведены в Таблицу 5.1.

x=x0+vavgtx=x0+vavgt (когда a=constanta=константа)
vavg=v0+v2vavg=v0+v2 (когда a=0a=0 )
v=v0+atv=v0+at
х=х0+v0t+12at2x=x0+v0t+12at2
v2=v02+2a(x−x0)v2=v02+2a(x−x0)

Таблица 5.1 Краткое изложение кинематических уравнений (константа a)

Где x — положение, x 0 — исходное положение, v — скорость, v avg — средняя скорость, t — время, a — ускорение.

Решение задач, связанных с движением снаряда

Следующие шаги используются для анализа движения снаряда:

  1. Разделите движение на горизонтальную и вертикальную составляющие по осям x и y. Эти оси перпендикулярны, поэтому используются Ax=AcosθAx=Acosθ и Ay=AsinθAy=Asinθ. Величины смещения ss по осям x и y называются xx и y.y. Величины компонентов скорости vv равны vx=v​​cosθvx=v​​cosθ и vy=v​​sinθvy=v​​sinθ, где vv — модуль скорости, а θθ — ее направление.Начальные значения обозначены индексом 0.
  2. Рассматривайте движение как два независимых одномерных движения, одно по горизонтали, а другое по вертикали. Кинематические уравнения для горизонтального и вертикального движения принимают следующий вид Горизонтальное движение(ax=0)x=x0+vxtvx=v0x=vx=velocity – это константа. Horizontal Motion(ax=0)x=x0+vxtvx=v0x=vx=velocity – это константа. Вертикальное движение (при положительном значении вверх ay=-g=-9,80 м/с2ay=-g=-9,80 м/с2) y=y0+12(v0y+vy)tvy=v0y−gty=y0+v0yt−12gt2vy2=v0y2−2g(y−y0)y=y0+12(v0y+vy)tvy=v0y−gty=y0+v0yt− 12gt2vy2=v0y2−2g(y−y0)
  3. Найдите неизвестные для двух отдельных движений (горизонтального и вертикального).Обратите внимание, что единственной общей переменной между движениями является время tt. Процедуры решения задач здесь такие же, как и для одномерной кинематики.
  4. Объедините два движения, чтобы найти полное перемещение ss и скорость vv . Мы можем использовать аналитический метод сложения векторов, который использует A=Ax2+Ay2A=Ax2+Ay2 и θ=tan−1(Ay/Ax)θ=tan−1(Ay/Ax), чтобы найти величину и направление полное перемещение и скорость. Смещениеd=x2+y2θ=tan−1(y/x)Скоростьv=vx2+vy2θv=tan−1(vy/vx)Смещениеd=x2+y2θ=tan−1(y/x)Скоростьv=vx2+vy2θv=tan− 1(vy/vx) θθ — направление смещения dd, θvθv — направление скорости vv.(См. рис. 5.29. Фигура 5.29 (а) Мы анализируем двумерное движение снаряда, разбивая его на два независимых одномерных движения вдоль вертикальной и горизонтальной осей. (b) Горизонтальное движение простое, потому что ах=0 ах=0 и, таким образом, vx vx постоянна. в) скорость в вертикальном направлении начинает уменьшаться по мере подъема объекта; в самой высокой точке вертикальная скорость равна нулю. Когда объект снова падает на Землю, вертикальная скорость снова увеличивается по величине, но указывает направление, противоположное начальной вертикальной скорости.(d) Движения x и y рекомбинируются, чтобы получить общую скорость в любой данной точке траектории.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Демонстрация учителя

Продемонстрируйте путь снаряда, выполнив простую демонстрацию. Бросьте темный мешок с фасолью перед белой доской, чтобы учащиеся могли хорошо рассмотреть траекторию снаряда. Меняйте углы броска, чтобы отображались разные пути.Эту демонстрацию можно расширить, используя цифровую фотографию. Нарисуйте контрольную сетку на доске, затем подбрасывайте сумку под разными углами, снимая видео. Воспроизведите это в замедленном темпе, чтобы наблюдать и сравнивать высоты и траектории.

Советы для успеха

Для задач о движении снаряда важно задать систему координат. Первый шаг — выбрать начальную позицию для xx и yy. Обычно проще всего установить начальное положение объекта так, чтобы x0=0x0=0 и y0=0y0=0 .

Смотреть физику

Снаряд под углом

В этом ролике представлен пример нахождения смещения (или дальности) снаряда, запущенного под углом. Он также рассматривает основы тригонометрии для нахождения синуса, косинуса и тангенса угла.

Предположим, что поверхность ровная. Если горизонтальную составляющую скорости снаряда удвоить, а вертикальную не изменить, как это повлияет на время полета?

  1. Время достижения земли останется прежним, так как вертикальная составляющая не изменится.

  2. Время достижения земли останется прежним, так как вертикальная составляющая скорости также удвоится.

  3. Время достижения земли сократилось бы вдвое, так как горизонтальная составляющая скорости удвоилась.

  4. Время достижения земли удвоится, так как горизонтальная составляющая скорости удвоится.

Рабочий пример

Снаряд фейерверка взрывается высоко и далеко

Во время фейерверка, подобного показанному на рис. 5.30, снаряд выстреливается в воздух с начальной скоростью 70,0 м/с под углом 75° над горизонтом. Взрыватель рассчитан на воспламенение снаряда, когда он достигает своей высшей точки над землей. а) Вычислите высоту взрыва снаряда.б) Сколько времени прошло между пуском снаряда и взрывом? в) Чему равно горизонтальное перемещение снаряда при взрыве?

Фигура 5.30 На схеме показана траектория снаряда фейерверка.

Стратегия

Движение можно разбить на горизонтальное и вертикальное движения, в которых ax=0ax=0 и  ay=g ay=g . Затем мы можем определить x0x0 и y0y0 равными нулю и найти максимальную высоту.

Раствор для (а)

Под высотой мы подразумеваем высоту или вертикальное положение yy над начальной точкой. Наивысшая точка любой траектории, максимальная высота, достигается, когда vy=0 vy=0; это момент, когда вертикальная скорость переключается с положительной (вверх) на отрицательную (вниз). Поскольку мы знаем начальную скорость, начальное положение и значение v y , когда фейерверк достигает максимальной высоты, мы используем следующее уравнение, чтобы найти yy

vy2=v0y2−2g(y−y0).vy2=v0y2−2g(y−y0).

Поскольку y0y0 и vyvy равны нулю, уравнение упрощается до

. 0=v0y2-2gy.0=v0y2-2gy.

Решение для yy дает

Теперь мы должны найти v0yv0y, составляющую начальной скорости в y -направлении. Она определяется выражением v0y=v0sinθv0y=v0sinθ, где v0yv0y — начальная скорость 70,0 м/с, а θ=75∘θ=75∘ — начальный угол. Таким образом,

v0y=v0sinθ0=(70,0 м/с)(sin75∘)=67,6 м/sv0y=v0sinθ0=(70,0 м/с)(sin75∘)=67,6 м/с

, а yy равно

y=(67.6 м/с)22(9,80 м/с2),y=(67,6 м/с)22(9,80 м/с2),

, так что

Обсуждение для (а)

Поскольку значение up положительно, начальная скорость и максимальная высота положительны, но ускорение свободного падения отрицательно. Максимальная высота зависит только от вертикальной составляющей начальной скорости. Числа в этом примере разумны для больших фейерверков, снаряды которых действительно достигают такой высоты перед взрывом.

Решение для (б)

Существует более одного способа решения на время до высшей точки.В этом случае проще всего использовать y=y0+12(v0y+vy)ty=y0+12(v0y+vy)t . Поскольку y0y0 равно нулю, это уравнение сводится к

y=12(v0y+vy)t.y=12(v0y+vy)t.

Обратите внимание, что конечная вертикальная скорость, vyvy, в самой высокой точке равна нулю. Следовательно,

t=2y(v0y+vy)=2(233 м)(67,6 м/с)=6,90 с.t=2y(v0y+vy)=2(233 м)(67,6 м/с)=6,90 с.

Обсуждение для (б)

Это время подходит и для больших фейерверков. Когда вы сможете увидеть запуск фейерверка, вы заметите, что пройдет несколько секунд, прежде чем снаряд взорвется.Другой способ найти время — использовать y=y0+v0yt−12gt2y=y0+v0yt−12gt2 и решить квадратное уравнение для tt.

Решение для (с)

Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, ax=0ax=0, а горизонтальная скорость постоянна. Горизонтальное смещение представляет собой произведение горизонтальной скорости на время, определяемое как x=x0+vxtx=x0+vxt, где x0x0 равно нулю

, где vxvx представляет собой x -компонент скорости, который определяется как vx=v0cosθ0 .vx=v0cosθ0. Теперь

vx=v0cosθ0=(70,0 м/с)(cos75∘)=18,1 м/с. vx=v0cosθ0=(70,0 м/с)(cos75∘)=18,1 м/с.

Время tt для обоих движений одинаково, поэтому xx равно

x=(18,1 м/с)(6,90 с)=125 м. x=(18,1 м/с)(6,90 с)=125 м.

Обсуждение для (с)

Горизонтальное движение с постоянной скоростью при отсутствии сопротивления воздуха. Найденное здесь горизонтальное смещение может быть полезно для предотвращения падения фрагментов фейерверка на зрителей. После того, как снаряд взорвется, большое влияние оказывает сопротивление воздуха, и многие осколки приземлятся прямо под ним, в то время как некоторые из осколков теперь могут иметь скорость в направлении -x из-за сил взрыва.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL][OL][AL] Расскажите о проблеме с образцом. Обсудите переменные или неизвестные в каждой части задачи. Спросите учащихся, какие кинематические уравнения лучше всего подходят для решения различных частей задачи.

Выражение, которое мы нашли для yy при решении части (a) предыдущей задачи, работает для любой задачи о движении снаряда, где сопротивлением воздуха можно пренебречь. Назовите максимальную высоту y=hy=h; затем

Это уравнение определяет максимальную высоту снаряда.Максимальная высота зависит только от вертикальной составляющей начальной скорости.

Рабочий пример

Расчет движения снаряда: снаряд Hot Rock

Предположим, что большой камень выбрасывается из вулкана, как показано на рис. 5.31, со скоростью 25,0 м/с25,0 м/с и под углом 35°35° над горизонтом. Скала ударяется о борт вулкана на высоте 20,0 м ниже его исходной точки. а) Вычислите время, за которое камень проходит этот путь.

Фигура 5.31 На диаграмме показано движение снаряда большой скалы из вулкана.

Стратегия

Разбиение этого двумерного движения на два независимых одномерных движения позволит нам определить время. Время нахождения снаряда в воздухе зависит только от его вертикального движения.

Решение

Пока камень находится в воздухе, он поднимается, а затем падает до конечной позиции 20.0 м ниже начальной высоты. Мы можем найти время для этого, используя

y=y0+v0yt−12gt2.y=y0+v0yt−12gt2.

Если принять начальное положение y0y0 равным нулю, то конечное положение будет y=−20,0 м.y=−20,0 м. Теперь начальная вертикальная скорость есть вертикальная составляющая начальной скорости, найденная из

v0y=v0sinθ0=(25,0 м/с)(sin35∘)=14,3 м/с. v0y=v0sinθ0=(25,0 м/с)(sin35∘)=14,3 м/с.

5,9

Замена известных значений дает

−20.0 м=(14,3 м/с)t−(4,90 м/с2)t2.−20,0 м=(14,3 м/с)t−(4,90 м/с2)t2.

Перестановка членов дает квадратное уравнение в tt

(4,90 м/с2)t2-(14,3 м/с)t-(20,0 м)=0,(4,90 м/с2)t2-(14,3 м/с)t-(20,0 м)=0.

Это выражение представляет собой квадратное уравнение вида at2+bt+c=0at2+bt+c=0, где константы равны a = 4,90, b = –14,3 и c = –20,0. Его решения даются квадратичной формулой

t=−b±b2−4ac2a.t=−b±b2−4ac2a.

Это уравнение дает два решения: t = 3,96 и t = –1,03. Вы можете проверить эти решения в качестве упражнения. Время t = 3,96 с или –1,03 с. Отрицательное значение времени подразумевает событие до начала движения, поэтому мы его отбрасываем. Следовательно,

Обсуждение

Время движения снаряда полностью определяется вертикальным движением. Таким образом, любой снаряд с начальной вертикальной скоростью 14.3 м/с14,3 м/с и приземлится на 20,0 м ниже начальной высоты, проведет в воздухе 3,96 с.

Практические задачи

11 .

Если объект брошен горизонтально, движется со средней x-компонентой своей скорости, равной 5\,\text{м/с}, и не ударяется о землю, какова будет x-компонента смещения через 20 \,\текст{ы}?

  1. {-100}\,\текст{м}

  2. {-4}\,\текст{м}

  3. 4\,\текст{м}

  4. 100\,\текст{м}

12 .

Если мяч бросить вертикально вверх с начальной скоростью 20\,\text{м/с}, на какую максимальную высоту он поднимется?

  1. {-20,4}\,\текст{м}

  2. {-1.02}\,\текст{м}

  3. 1.02\,\текст{м}

  4. 20.4\,\текст{м}

Тот факт, что вертикальное и горизонтальное движения независимы друг от друга, позволяет нам предсказать дальность полета снаряда. Диапазон — это горизонтальное расстояние R , пройденное снарядом на ровной поверхности, как показано на рис. 5.32. На протяжении всей истории люди интересовались поиском диапазона снарядов для практических целей, например, для наведения пушек.

Фигура 5.32 Траектории снарядов на ровной местности. (а) Чем больше начальная скорость v0v0, тем больше диапазон для данного начального угла. (б) Влияние начального угла θ0θ0 на дальность полета снаряда с заданной начальной скоростью. Обратите внимание, что любая комбинация траекторий, которая в сумме составляет 90 градусов, будет иметь одинаковую дальность при отсутствии сопротивления воздуха, хотя максимальные высоты этих траекторий различны.

Как начальная скорость снаряда влияет на его дальность? Очевидно, чем больше начальная скорость v0v0, тем больше диапазон, как показано на рисунке выше.Начальный угол θ0θ0 также сильно влияет на дальность. Когда сопротивление воздуха пренебрежимо мало, дальность RR снаряда на ровной поверхности составляет

R=v02sin2θ0g,R=v02sin2θ0g,

, где v0v0 — начальная скорость, а θ0θ0 — начальный угол относительно горизонтали. Важно отметить, что диапазон не применяется к задачам, в которых начальное и конечное положение y различаются, или к случаям, когда объект запускается строго горизонтально.

Виртуальная физика

Движение снаряда

В этой симуляции вы узнаете о движении снаряда, выбрасывая предметы из пушки.\цирк

Проверьте свое понимание

13 .

Что такое движение снаряда?

  1. Движение снаряда — это движение объекта, отброшенного в воздух и движущегося под действием силы тяжести.

  2. Снарядное движение — это движение объекта, отбрасываемого в воздух и движущегося независимо от гравитации.

  3. Снарядное движение — это движение объекта, проецируемого вертикально вверх в воздух и движущегося под действием силы тяжести.

  4. Снарядное движение — это движение объекта, проецируемого горизонтально в воздух и движущегося независимо от силы тяжести.

14 .

Какую силу испытывает снаряд после первоначальной силы, которая подбросила его в воздух при отсутствии сопротивления воздуха?

  1. Ядерные силы
  2. Сила гравитации
  3. Электромагнитная сила
  4. Контактное усилие

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание», чтобы оценить, достигают ли учащиеся целей обучения в этом разделе.Если учащиеся не могут справиться с определенной задачей, функция «Проверить понимание» поможет определить, какая цель вызывает проблему, и направит учащихся к соответствующему содержанию.

4.3 Движение снаряда | Университетская физика Том 1

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Используйте одномерное движение в перпендикулярных направлениях для анализа движения снаряда.
  • Рассчитайте дальность, время полета и максимальную высоту снаряда, который запускается и поражает плоскую горизонтальную поверхность.
  • Найдите время полета и скорость удара снаряда, который приземляется на высоте, отличной от высоты запуска.
  • Рассчитать траекторию снаряда.

Снарядное движение — это движение объекта, брошенного или спроецированного в воздух, с ускорением только под действием силы тяжести. Применения движения снаряда в физике и технике многочисленны. Некоторые примеры включают метеоры, когда они входят в атмосферу Земли, фейерверки и движение любого мяча в спорте.Такие объекты называются снарядами , а их путь называется траекторией . Движение падающих объектов, описанное в разделе «Движение по прямой линии», представляет собой простой одномерный тип движения снаряда, в котором нет горизонтального движения. В этом разделе мы рассматриваем двумерное движение снаряда и не учитываем влияние сопротивления воздуха.

Наиболее важным фактом, который следует здесь помнить, является то, что движений вдоль перпендикулярных осей являются независимыми и поэтому могут быть проанализированы отдельно.Мы обсуждали этот факт в разделе «Векторы смещения и скорости», где увидели, что вертикальное и горизонтальное движения независимы. Ключом к анализу двумерного движения снаряда является разбиение его на два движения: одно по горизонтальной оси, а другое по вертикальной. (Этот выбор осей является наиболее разумным, поскольку ускорение, возникающее в результате силы тяжести, является вертикальным; таким образом, ускорение вдоль горизонтальной оси отсутствует, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь.) Как обычно, мы называем горизонтальную ось осью x и вертикальная ось y -ось.Мы не обязаны использовать этот выбор осей; это просто удобно в случае гравитационного ускорения. В других случаях мы можем выбрать другой набор осей. (Рисунок) иллюстрирует обозначение смещения, где мы определяем [латекс] \overset{\to }{s} [/latex] как общее смещение, а [латекс] \overset{\to }{x} [/latex ] и [latex] \overset{\to }{y} [/latex] — его вектора-компоненты вдоль горизонтальной и вертикальной осей соответственно. Величины этих векторов равны s , x и y .

Рисунок 4.11 Полное перемещение s футбольного мяча в точке на его пути. Вектор [latex] \overset{\to }{s} [/latex] имеет компоненты [latex] \overset{\to }{x} [/latex] и [latex] \overset{\to }{y} [ /latex] по горизонтальной и вертикальной осям. Его величина равна s, и он составляет угол θ с горизонтом.

Чтобы полностью описать движение снаряда , мы должны включить скорость и ускорение, а также перемещение. Мы должны найти их компоненты по осям x- и y .{2}). [/латекс]

Поскольку гравитация вертикальна, [латекс] {a}_{x}=0. [/latex] Если [latex] {a}_{x}=0, [/latex] это означает, что начальная скорость в направлении x равна конечной скорости в направлении x , или [latex] {v}_{x}={v}_{0x}. [/latex] С этими условиями на ускорение и скорость мы можем записать кинематическое (Уравнение) через (Уравнение) для движения в однородном гравитационном поле, включая остальные кинематические уравнения для постоянного ускорения из Движения с постоянным ускорением.{2}-2g(г-{г}_{0}) [/латекс]

Используя этот набор уравнений, мы можем проанализировать движение снаряда, помня о некоторых важных моментах.

Стратегия решения проблем: движение снаряда
  1. Разложите движение на горизонтальную и вертикальную составляющие по осям x и y . Величины компонент смещения [латекс] \перемещения{с} [/латекс] по этим осям равны х и лет. Величины компонентов скорости [латекс] \overset{\to }{v} [/латекс] равны [латекс] {v}_{x}=v\text{cos}\,\theta \,\text {и}\,{v}_{y}=v\text{sin}\,\theta , [/latex], где v — величина скорости, а θ — ее направление относительно горизонтали, как показано на (рисунок).
  2. Рассматривайте движение как два независимых одномерных движения: одно по горизонтали, а другое по вертикали. Используйте кинематические уравнения для горизонтального и вертикального движения, представленные ранее.
  3. Найдите неизвестные в двух отдельных движениях: горизонтальном и вертикальном. Обратите внимание, что единственной общей переменной между движениями является время t . Процедуры решения задач здесь такие же, как и для одномерной кинематики, и проиллюстрированы в следующих решенных примерах.{2}}, [/латекс]

    , где θ — направление смещения [латекс] \overset{\to }{s}. [/латекс]

Рис. 4.12 (a) Мы анализируем двумерное движение снаряда, разбивая его на два независимых одномерных движения вдоль вертикальной и горизонтальной осей. (b) Горизонтальное движение простое, потому что [латекс] {а}_{х}=0 [/латекс] и [латекс] {v}_{х} [/латекс] — константа. (в) Скорость в вертикальном направлении начинает уменьшаться по мере подъема объекта.В высшей точке вертикальная скорость равна нулю. Когда объект снова падает на Землю, вертикальная скорость снова увеличивается по величине, но указывает направление, противоположное начальной вертикальной скорости. (d) Движения x и y рекомбинируются, чтобы получить общую скорость в любой заданной точке траектории.

Пример

Снаряд фейерверка взрывается высоко и прочь

Во время фейерверка в воздух выстреливает снаряд с начальной скоростью 70.0 м/с под углом [латекс] 75,0\текст{°} [/латекс] над горизонталью, как показано на (рис.). Взрыватель рассчитан на воспламенение снаряда, когда он достигает своей высшей точки над землей. а) Вычислите высоту взрыва снаряда. б) Сколько времени проходит между запуском снаряда и взрывом? в) Чему равно горизонтальное перемещение снаряда при взрыве? г) Чему равно полное перемещение от точки запуска до высшей точки?

Рис. 4.13 Траектория снаряда фейерверка. Взрыватель предназначен для подрыва снаряда в высшей точке его траектории, которая находится на высоте 233 м и на расстоянии 125 м по горизонтали.

Стратегия

Движение можно разбить на горизонтальное и вертикальное, в которых [латекс] {a}_{x}=0 [/латекс] и [латекс] {a}_{y}=\text{−}g. [/latex] Затем мы можем определить [latex] {x}_{0} [/latex] и [latex] {y}_{0} [/latex] равными нулю и найти нужные количества.{2}}{2g}. [/латекс]

Теперь мы должны найти [latex] {v}_{0y}, [/latex] составляющую начальной скорости в направлении y . Он задается как [латекс] {v}_{0y}={v}_{0}\text{sin}{\theta }_{0}, [/latex], где [латекс] {v}_{0 } [/latex] — начальная скорость 70,0 м/с, а [latex] {\theta }_{0}=75\text{°} [/latex] — начальный угол. Таким образом,

[латекс] {v}_{0y}={v}_{0}\text{sin}\,\theta =(70.0\,\text{m}\text{/}\text{s})\ text{sin}\,75\text{°}=67,6\,\text{m}\text{/}\text{s} [/latex]

и у есть

[латекс] y=\frac{{(67.{2})}. [/латекс]

Таким образом, у нас есть

[латекс] y=233\,\текст{м}\текст{.} [/латекс]

Обратите внимание, что, поскольку значение up положительно, начальная вертикальная скорость положительна, как и максимальная высота, но ускорение, вызванное силой тяжести, отрицательно. Отметим также, что максимальная высота зависит только от вертикальной составляющей начальной скорости, так что любой снаряд с начальной вертикальной составляющей скорости 67,6 м/с достигает максимальной высоты 233 м (без учета сопротивления воздуха).Числа в этом примере разумны для больших фейерверков, снаряды которых действительно достигают такой высоты перед взрывом. На практике сопротивлением воздуха нельзя полностью пренебречь, поэтому начальная скорость должна быть несколько больше заданной, чтобы достичь той же высоты.

(б) Как и во многих физических задачах, существует более одного способа решения для времени, когда снаряд достигает своей высшей точки. В этом случае проще всего использовать [латекс] {v}_{y}={v}_{0y}-gt.{2}}=6,90\текст{с}\текст{.} [/латекс]

Это время подходит и для больших фейерверков. Если вы можете увидеть запуск фейерверка, обратите внимание, что проходит несколько секунд, прежде чем снаряд взорвется. Другой способ найти время — использовать [латекс] y\,\text{=}\,{y}_{0}+\frac{1}{2}({v}_{0y}+{v} _{у})т. [/latex] Это остается вам в качестве упражнения.

(c) Поскольку сопротивлением воздуха можно пренебречь, [латекс] {а}_{х}=0 [/латекс], а горизонтальная скорость постоянна, как обсуждалось ранее.Горизонтальное смещение — это горизонтальная скорость, умноженная на время по формуле [латекс] x={x}_{0}+{v}_{x}t, [/latex], где [латекс] {x}_{0} [/latex] равно нулю. Таким образом,

[латекс] х={v}_{x}t, [/латекс]

, где [латекс] {v}_{x} [/латекс] — x -компонент скорости, который определяется как

[латекс] {v}_{x}={v}_{0}\text{cos}\,\theta =(70.0\,\text{m}\text{/}\text{s})\ text{cos}75\text{°}=18.1\,\text{m}\text{/}\text{s}. [/латекс]

Время t для обоих движений одинаково, поэтому x равно

[латекс] х=(18. {- 1} (\ гидроразрыва {233} {125}) = 61.{2}}{2g}. [/латекс]

Это уравнение определяет максимальную высоту снаряда над точкой его старта и зависит только от вертикальной составляющей начальной скорости.

Проверьте свое понимание

Камень брошен горизонтально со скалы [латекс] высотой 100,0\,\text{м} [/латекс] со скоростью 15,0 м/с. (a) Определите начало системы координат. б) Какое уравнение описывает горизонтальное движение? в) Какие уравнения описывают вертикальное движение? г) Какова скорость камня в момент удара?

Показать решение

(a) Выберите вершину утеса, куда брошен камень из начала системы координат.Хотя это произвольно, мы обычно выбираем время t = 0, чтобы оно соответствовало началу координат. (b) Уравнение, описывающее горизонтальное движение, имеет вид [латекс] x={x}_{0}+{v}_{x}t. [/latex] Если [latex] {x}_{0}=0, [/latex] это уравнение становится [latex] x={v}_{x}t. [/latex] (c) (Рисунок) через (Рисунок) и (Рисунок) описывают вертикальное движение, но поскольку [латекс] {y}_{0}=0\,\text{and}\,{v}_ {0y}=0, [/latex] эти уравнения значительно упрощаются и становятся [latex] y=\frac{1}{2}({v}_{0y}+{v}_{y})t=\frac {1}{2}{v}_{y}t,\enspace [/latex][latex] {v}_{y}=\text{−}gt,\enspace [/latex][latex] y= -\frac{1}{2}g{t}^{2},\enspace [/latex] и [latex] {v}_{y}^{2}=-2gy.{2}=-2gy [/latex] и учитывая, что точка удара равна −100,0 м, мы находим y составляющую скорости при ударе [латекс] {v}_{y}=44,3\,\text {м}\текст{/}\текст{с}. [/latex] Нам дан компонент x , [latex] {v}_{x}=15.0\,\text{m}\text{/}\text{s}, [/latex], поэтому мы можем рассчитайте общую скорость при ударе: v = 46,8 м/с и [латекс] \theta =71,3\text{°} [/латекс] ниже горизонтали.

Пример

Расчет движения снаряда: теннисист

Теннисист выигрывает матч на стадионе Артура Эша и бросает мяч в трибуны со скоростью 30 м/с и под углом [латекс] 45\text{°} [/латекс] над горизонталью ((Рисунок)).На пути вниз мяч ловится зрителем на высоте 10 м над точкой удара по мячу. а) Вычислите время, за которое теннисный мяч достигнет зрителя. б) Каковы модуль и направление скорости мяча в момент удара?

Рисунок 4.14 Траектория удара теннисного мяча о трибуны.

Стратегия

Опять же, разложение этого двумерного движения на два независимых одномерных движения позволяет нам найти нужные величины.Время нахождения снаряда в воздухе определяется только его вертикальным движением. Таким образом, мы сначала решим для t . Пока мяч поднимается и падает вертикально, горизонтальное движение продолжается с постоянной скоростью. В этом примере запрашивается конечная скорость. Таким образом, мы рекомбинируем результаты по вертикали и горизонтали, чтобы получить [латекс] \overset{\to }{v} [/латекс] в конечное время t , определенное в первой части примера.

Решение

(a) Пока мяч находится в воздухе, он поднимается, а затем падает в конечное положение 10.{2}. [/латекс]

Если мы возьмем начальную позицию [латекс] {у}_{0} [/латекс] равной нулю, тогда конечная позиция будет y = 10 м. Начальная вертикальная скорость равна вертикальной составляющей начальной скорости:

[латекс] {v}_{0y}={v}_{0}\text{sin}\,{\theta}_{0}=(30,0\,\text{m}\text{/}\ текст{с})\текст{sin}\,45\текст{°}=21,2\,\текст{м}\текст{/}\текст{с}. [/латекс]

Замена на в (Рисунок) дает нам

[латекс] 10.0\,\text{m}=(21.{2}-(21,2\,\текст{м/с})t+10,0\,\текст{м}=0. [/латекс]

Использование квадратичной формулы дает t = 3,79 с и t = 0,54 с. Поскольку мяч находится на высоте 10 м два раза на протяжении своей траектории — один раз по пути вверх и один раз по пути вниз — мы принимаем более длинное решение для времени, которое требуется мячу, чтобы достичь зрителя:

[латекс] t=3.79\,\текст{с}\текст{.} [/латекс]

Время движения снаряда полностью определяется вертикальным движением.Таким образом, любой снаряд, имеющий начальную вертикальную скорость 21,2 м/с и приземлившийся на 10,0 м ниже начальной высоты, находится в воздухе 3,79 с.

(b) Мы можем найти конечные горизонтальную и вертикальную скорости [latex] {v}_{x} [/latex] и [latex] {v}_{y} [/latex] с использованием результата из ( а). Затем мы можем объединить их, чтобы найти величину вектора полной скорости [латекс] \overset{\to }{v} [/латекс] и угол [латекс] \тета [/латекс], который он образует с горизонтом. Поскольку [латекс] {v}_{x} [/латекс] является постоянным, мы можем найти его в любом горизонтальном положении.Мы выбираем начальную точку, потому что знаем и начальную скорость, и начальный угол. Следовательно,

[латекс] {v}_{x}={v}_{0}\text{cos}{\theta}_{0}=(30\,\text{m}\text{/}\text{ s})\text{cos}\,45\text{°}=21,2\,\text{m}\text{/}\text{s}. [/латекс]

Конечная вертикальная скорость определяется как (Рисунок):

[латекс] {v}_{y}={v}_{0y}-gt. [/латекс]

Поскольку [латекс] {v}_{0y} [/латекс] было найдено в части (а) равным 21,2 м/с, мы имеем

[латекс] {v}_{y}=21.{-1}(\frac{21.2}{-15.9})=-53.1\text{°}. [/латекс]

Значение

(а) Как упоминалось ранее, время движения снаряда полностью определяется вертикальным движением. Таким образом, любой снаряд, имеющий начальную вертикальную скорость 21,2 м/с и приземлившийся на 10,0 м ниже начальной высоты, находится в воздухе 3,79 с. (b) Отрицательный угол означает, что скорость [latex] 53,1\text{°} [/latex] ниже горизонтали в точке удара. Этот результат согласуется с тем фактом, что мяч ударяется в точку по другую сторону от вершины траектории и, следовательно, имеет отрицательную составляющую y скорости.Величина скорости меньше, чем величина начальной скорости, которую мы ожидаем, поскольку она воздействует на высоту 10,0 м над уровнем запуска.

Время полета, траектория и дальность

Интерес представляют время полета, траектория и дальность полета снаряда, запущенного на плоской горизонтальной поверхности и упавшего на эту же поверхность. В этом случае кинематические уравнения дают полезные выражения для этих величин, которые выводятся в следующих разделах.

Время полета

Мы можем определить время полета снаряда, который одновременно запускается и ударяется о плоскую горизонтальную поверхность, выполняя некоторые манипуляции с кинематическими уравнениями.{2}=0. [/латекс]

Факторинг, у нас

[латекс] t({v}_{0}\text{sin}{\theta }_{0}-\frac{gt}{2})=0. [/латекс]

Решение для t дает нам

[латекс] {T}_{\text{tof}}=\frac{2({v}_{0}\text{sin}{\theta}_{0})}{g}. [/латекс]

Это время полета снаряда, выпущенного и ударившегося о плоскую горизонтальную поверхность. (Рисунок) не применяется, когда снаряд приземляется на другой высоте, чем он был запущен, как мы видели на (Рисунок) теннисиста, ударяющего мячом по трибунам.Другое решение, t = 0, соответствует моменту запуска. Время полета линейно пропорционально начальной скорости в направлении y и обратно пропорционально g . Таким образом, на Луне, где гравитация составляет одну шестую от земной, снаряд, запущенный с той же скоростью, что и на Земле, будет находиться в воздухе в шесть раз дольше.

Траектория

Траектория снаряда может быть найдена путем исключения переменной времени t из кинематических уравнений для произвольного t и решения для y ( x ).{2}\text{sin}2{\theta}_{0}}{g}. [/латекс]

Обратите особое внимание на то, что (Рисунок) действителен только для запуска и удара о горизонтальную поверхность. Мы видим, что диапазон прямо пропорционален квадрату начальной скорости [latex] {v}_{0} [/latex] и [latex] \text{sin}2{\theta}_{0} [/latex] , и оно обратно пропорционально ускорению свободного падения. Таким образом, на Луне дальность была бы в шесть раз больше, чем на Земле, при той же начальной скорости. Кроме того, из коэффициента [латекс] \text{sin}2{\theta}_{0} [/latex] мы видим, что диапазон максимален при [латексе] 45\текст{°}.[/latex] Эти результаты показаны на (Рисунок). В (а) мы видим, что чем больше начальная скорость, тем больше радиус действия. В (b) мы видим, что диапазон максимален при [latex] 45\text{°}. [/latex] Это справедливо только для условий, в которых сопротивление воздуха не учитывается. Если учитывать сопротивление воздуха, максимальный угол несколько меньше. Интересно, что один и тот же диапазон найден для двух начальных углов запуска, которые в сумме составляют [латекс] 90\текст{°}. [/latex] Снаряд, выпущенный с меньшим углом, имеет более низкую вершину, чем больший угол, но оба они имеют одинаковую дальность.

Рисунок 4.15 Траектории снарядов на ровной местности. (a) Чем больше начальная скорость [латекс] {v}_{0}, [/латекс], тем больше диапазон для данного начального угла. (b) Влияние начального угла [латекс] {\ тета }_{0} [/латекс] на дальность полета снаряда с заданной начальной скоростью. Обратите внимание, что диапазон одинаковый для начальных углов [латекс] 15\текст{°} [/латекс] и [латекс] 75\текст{°}, [/латекс], хотя максимальная высота этих путей различна.

Пример

Сравнение ударов по гольфу

Гольфист оказывается в двух разных ситуациях на разных лунках.На второй лунке он находится в 120 м от грина и хочет отбить мяч на 90 м и дать ему вылететь на грин. Он направляет бросок низко к земле под углом [latex] 30\text{°} [/latex] к горизонтали, чтобы мяч мог катиться после удара. На четвертой лунке он находится в 90 м от грина и хочет, чтобы мяч упал с минимальным количеством качения после удара. Здесь он направляет выстрел под углом [latex] 70\text{°} [/latex] к горизонтали, чтобы свести к минимуму скатывание после удара. Оба выстрела попали в ровную поверхность.

(а) Какова начальная скорость мяча у второй лунки?

(b) Какова начальная скорость мяча у четвертой лунки?

(c) Напишите уравнение траектории для обоих случаев.

(d) Нарисуйте траектории.

Стратегия

Мы видим, что уравнение дальности имеет начальную скорость и угол, поэтому мы можем найти начальную скорость как для (a), так и для (b). Когда у нас есть начальная скорость, мы можем использовать это значение для записи уравнения траектории.{2}\hfill\end{массив} [/latex]

(d) Используя графическую утилиту, мы можем сравнить две траектории, показанные на (Рисунок).

Рисунок 4.16 Две траектории мяча для гольфа с дальностью 90 м. Точки удара обоих находятся на том же уровне, что и точка запуска.

Значение

Начальная скорость выстрела в [латекс] 70\text{°} [/латекс] больше, чем начальная скорость выстрела в [латекс] 30\текст{°}. [/latex] Обратите внимание на (Рисунок), что два снаряда, запущенные с одинаковой скоростью, но под разными углами, имеют одинаковую дальность, если углы запуска добавляются к [latex] 90\text{°}.[/latex] Углы запуска в этом примере складываются, чтобы получить число больше, чем [latex] 90\text{°}. [/latex] Таким образом, выстрел в [latex] 70\text{°} [/latex] должен иметь большую стартовую скорость, чтобы достичь 90 м, иначе он приземлился бы на более коротком расстоянии.

Проверьте свое понимание

Если бы два удара для гольфа на (рисунке) были произведены с одинаковой скоростью, какой из ударов имел бы наибольшую дальность?

Показать решение

Гольф выстрелил в [латекс] 30\text{°}. [/латекс]

Когда мы говорим о дальности полета снаряда на ровной поверхности, мы предполагаем, что R очень мала по сравнению с окружностью Земли.Однако, если диапазон большой, Земля изгибается ниже снаряда, и ускорение, возникающее в результате силы тяжести, меняет направление вдоль траектории. Дальность больше, чем предсказано уравнением дальности, приведенным ранее, потому что снаряд должен упасть дальше, чем если бы он упал на ровной поверхности, как показано на (Рисунок), который основан на рисунке в «Началах » Ньютона. Если начальная скорость достаточно велика, снаряд выходит на орбиту. Поверхность Земли опускается на 5 м каждые 8000 м. За 1 с тело без сопротивления воздуха падает с высоты 5 м.Таким образом, если объекту задана горизонтальная скорость [латекс] 8000\,\текст{м}\текст{/}\текст{с} [/латекс] (или [латекс] 18000\текст{ми}\текст{ /}\text{hr}) [/latex] возле поверхности Земли, он выйдет на орбиту вокруг планеты, потому что поверхность непрерывно отклоняется от объекта. Это примерно скорость космического корабля «Шаттл» на низкой околоземной орбите, когда он работал, или любого спутника на низкой околоземной орбите. Эти и другие аспекты орбитального движения, такие как вращение Земли, более подробно рассматриваются в «Гравитации».

Рисунок 4.17 Снаряд в спутник. В каждом показанном здесь случае снаряд запускается с очень высокой башни, чтобы избежать сопротивления воздуха. С увеличением начальной скорости диапазон увеличивается и становится длиннее, чем он был бы на ровной поверхности, потому что Земля изгибается под его траекторией. При скорости 8000 м/с достигается орбита.

Резюме

  • Снарядное движение — это движение объекта, подверженное только ускорению свободного падения, где ускорение постоянно, как вблизи поверхности Земли.
  • Для решения задач о движении снаряда анализируем движение снаряда в горизонтальном и вертикальном направлениях с помощью одномерных кинематических уравнений для x и y .
  • Время полета снаряда, запущенного с начальной вертикальной скоростью [латекс] {v}_{0y} [/латекс] по ровной поверхности, определяется выражением

    [латекс] {T}_{tof}=\frac{2({v}_{0}\text{sin}\,\theta)}{g}. [/латекс]

    Это уравнение справедливо только тогда, когда снаряд приземляется на той же высоте, с которой он был запущен.

  • Максимальное горизонтальное расстояние, пройденное снарядом, называется дальностью полета. Опять же, уравнение для дальности справедливо только тогда, когда снаряд приземляется на той же высоте, с которой он был запущен.

Концептуальные вопросы

Ответьте на следующие вопросы о движении снаряда по ровной поверхности при пренебрежимо малом сопротивлении воздуха, когда начальный угол не равен ни [латекс] 0\текст{°} [/латекс], ни [латекс] 90\текст{°}: [/латекс] а) Всегда ли скорость равна нулю? б) Когда скорость минимальна? Максимум? в) Может ли скорость когда-либо быть такой же, как начальная скорость, в любой другой момент времени, кроме t = 0? (d) Может ли скорость когда-либо быть такой же, как начальная скорость в любой момент времени, кроме t = 0?

Показать решение

а.нет; б. минимум в вершине траектории и максимум при пуске и ударе; в. нет, скорость — это вектор; д. да, где он приземляется

Ответьте на следующие вопросы о движении снаряда по ровной поверхности при пренебрежимо малом сопротивлении воздуха, когда начальный угол не равен ни [латекс] 0\текст{°} [/латекс], ни [латекс] 90\текст{°}: [/латекс] а) Всегда ли ускорение равно нулю? (b) Всегда ли ускорение направлено в том же направлении, что и составляющая скорости? в) Всегда ли ускорение противоположно направлению составляющей скорости?

Десятицентовик кладут на край стола так, что он слегка свисает.Четвертак скользит горизонтально по поверхности стола перпендикулярно краю и ударяется о монетку. Какая монета первой упадет на землю?

Показать решение

Они оба упали на землю одновременно.

Проблемы

Пуля выпущена горизонтально с высоты плеча (1,5 м) с начальной скоростью 200 м/с. а) Через какое время пуля упадет на землю? б) Какое расстояние пролетит пуля по горизонтали?

Показать решение

а. [латекс] t=0.55\,\text{s} [/латекс], б. [латекс] х=110\,\текст{м} [/латекс]

Шарик скатывается со стола высотой 1,0 м и падает на пол в точке на расстоянии 3,0 м от края стола в горизонтальном направлении. а) Сколько времени шарик находится в воздухе? б) Какова скорость шарика, когда он оторвется от края стола? в) Какова его скорость в момент удара об пол?

Дротик брошен горизонтально со скоростью 10 м/с в мишень мишени для дротиков на расстоянии 2,4 м, как показано на следующем рисунке.а) На сколько ниже намеченной цели дротик попадает? (b) Что ваш ответ говорит вам о том, как опытные игроки в дартс бросают свои дротики?

Показать решение

а. [латекс] t=0,24\text{s}\enspaced=0,28\,\text{m} [/латекс], b. Они стремятся высоко.

Самолет, летящий горизонтально со скоростью 500 км/ч на высоте 800 м, сбрасывает ящик с припасами (см. следующий рисунок). Если парашют не раскроется, как далеко перед точкой выпуска ящик упадет на землю?

Предположим, что самолет в предыдущей задаче выпускает снаряд горизонтально в направлении своего движения со скоростью 300 м/с относительно самолета.а) На каком расстоянии от точки выброса пуля упадет на землю? б) Какова его скорость в момент удара о землю?

Показать решение

а., [латекс] t=12,8\,\text{s,}\enspacex=5619\,\text{m} [/латекс] б. [латекс] {v}_{y}=125,0\,\text{m}\text{/}\text{s,}\enspace{v}_{x}=439,0\,\text{m}\text {/}\text{s,}\enspace|\overset{\to }{v}|=456,0\,\text{m}\text{/}\text{s} [/latex]

Питчер в фастболе может бросить бейсбольный мяч со скоростью 40 м/с (90 миль/ч). (a) Предположим, что питчер может выпустить мяч 16.На расстоянии 7 м от исходной площадки мяч движется горизонтально, сколько времени потребуется мячу, чтобы достичь исходной площадки? (b) Как далеко мяч падает между рукой питчера и домашней пластиной?

Снаряд запущен под углом [latex] 30\text{°} [/latex] и через 20 с приземляется на той же высоте, на которой был запущен. а) Чему равна начальная скорость снаряда? б) Какова максимальная высота? в) Каков диапазон? (d) Рассчитайте перемещение от точки запуска до положения на его траектории за 15 с.

Показать решение

а. [латекс] {v}_{y}={v}_{0y}-gt,\enspacet=10\text{s}\enspace{v}_{y}=0,\enspace{v}_{ 0y}=98.0\,\text{m}\text{/}\text{s},\enspace{v}_{0}=196.0\,\text{m}\text{/}\text{s} [/латекс], б. [латекс] h=490.0\,\текст{м}, [/латекс]

в. [латекс] {v}_{0x}=169,7\,\text{m}\text{/}\text{s,}\enspacex=3394.0\,\text{m,} [/latex]

д. [латекс] \begin{array}{cc} x=2545,5\,\text{m}\hfill \\ y=465,5\,\text{m}\hfill \\ \overset{\to}{s}=2545,5 \,\text{m}\шляпа{i}+465,5\,\text{m}\шляпа{j}\hfill \end{массив} [/latex]

Баскетболист бьет в корзину 6.1 м и 3,0 м над полом. Если мяч выпущен на высоте 1,8 м над полом под углом [latex] 60\text{°} [/latex] над горизонтом, какой должна быть начальная скорость, чтобы он прошел через корзину?

В данный момент воздушный шар находится на высоте 100 м и снижается с постоянной скоростью 2,0 м/с. Именно в этот момент девочка бросает мяч горизонтально относительно себя с начальной скоростью 20 м/с. Когда она приземлится, где она найдет мяч? Не учитывать сопротивление воздуха.{2}, [/latex][latex] t=4.3\,\text{s,} [/latex][latex] x=86.0\,\text{m} [/latex]

Человек на мотоцикле, движущийся с постоянной скоростью 10 м/с, бросает пустую банку прямо вверх относительно себя с начальной скоростью 3,0 м/с. Найдите уравнение траектории, как ее видит сотрудник полиции на обочине дороги. Предположим, что начальное положение банки — это точка, в которую она была брошена. Не учитывать сопротивление воздуха.

Спортсмен может прыгнуть в длину на 8,0 м.На какое максимальное расстояние может прыгнуть спортсмен на Луне, где ускорение свободного падения составляет одну шестую земного?

Показать решение

[латекс] {R}_{Луна}=48\,\текст{м} [/латекс]

Максимальное горизонтальное расстояние, на которое мальчик может бросить мяч, составляет 50 м.{2}-2gy⇒h=23.{2} [/латекс] [латекс] ⇒t=7,58\,\текст{s} [/латекс],

д. [латекс] х=136,44\,\текст{м} [/латекс],

эл. [латекс] t=2.0\,\text{s}\enspacey=28.4\,\text{m}\enspacex=36\,\text{m} [/latex]

[латекс] t=4.0\,\text{s}\enspacey=17.6\,\text{m}\enspacex=22.4\,\text{m} [/latex]

[латекс] t=6.0\,\text{s}\enspacey=-32.4\,\text{m}\enspacex=108\,\text{m} [/latex]

Пытаясь уйти от преследователей, секретный агент съезжает со склона, наклоненного на [latex] 30\text{°} [/latex] ниже горизонта на лыжах со скоростью 60 км/ч.Чтобы выжить и приземлиться на снег на 100 м ниже, он должен расчистить ущелье шириной 60 м. Он это делает? Не учитывать сопротивление воздуха.

Игрок в гольф на фервее находится в 70 м от грина, который расположен ниже уровня фервея на 20 м. Если игрок в гольф ударит по мячу под углом [latex] 40\text{°} [/latex] с начальной скоростью 20 м/с, насколько близко он подлетит к грину?

Показать решение

[латекс] {v}_{0y}=12,9\,\text{m}\text{/}\text{s}\,y-{y}_{0}={v}_{0y}t -\frac{1}{2}g{t}^{2}\enspace-20.{2} [/латекс]

[латекс] t=3,7\,\text{s}\enspace{v}_{0x}=15,3\,\text{m}\text{/}\text{s}⇒x=56,7\,\text {м} [/латекс]

Таким образом, удар игрока в гольф приземляется в 13,3 м от грина.

Снаряд выпущен по холму, основание которого находится на расстоянии 300 м. Снаряд выпущен на [latex] 60\text{°} [/latex] над горизонтом с начальной скоростью 75 м/с. Холм может быть аппроксимирован плоскостью, наклоненной под углом [latex] 20\text{°} [/latex] к горизонтали. Относительно системы координат, показанной на следующем рисунке, уравнение этой прямой имеет вид [латекс] y=(\text{tan}20\text{°})x-109.[/latex] Где на холме приземляется снаряд?

Астронавт на Марсе пинает футбольный мяч под углом [латекс] 45\текст{°} [/латекс] с начальной скоростью 15 м/с. Если ускорение свободного падения на Марсе равно 3,7 м/с, а) какова дальность футбольного удара по плоской поверхности? (b) Какова будет дальность такого же толчка на Луне, где гравитация составляет одну шестую от земной?

Показать решение

а. [латекс] R=60,8\,\текст{м} [/латекс],

б.[латекс] R=137,8\,\текст{м} [/латекс]

Майку Пауэллу принадлежит рекорд по прыжкам в длину 8,95 м, установленный в 1991 году. Если он оторвался от земли под углом [latex] 15\text{°}, [/latex] какой была его начальная скорость?

Робот-гепард

Массачусетского технологического института может перепрыгивать препятствия высотой 46 см и развивать скорость 12,0 км/ч. (a) Если робот стартует под углом [латекс] 60\текст{°} [/латекс] на этой скорости, какова его максимальная высота? б) Каким должен быть угол запуска, чтобы достичь высоты 46 см?

Показать решение

а.{2}}{2g}⇒\text{sin}\,\theta =0,91⇒\theta =65,5\text{°} [/latex]

Гора Асама, Япония, является действующим вулканом. В 2009 году извержение выбросило твердые вулканические породы, которые упали на 1 км по горизонтали от кратера. Если бы вулканические породы были запущены под углом [latex] 40\text{°} [/latex] к горизонту и приземлились на 900 м ниже кратера, (a) какова была бы их начальная скорость и (b) какая время их полета?

Дрю Брис из New Orleans Saints может бросить футбольный мяч 23.0 м/с (50 миль/ч). Если он направит бросок под углом [latex] 10\text{°} [/latex] от горизонтали, на какое расстояние он пролетит, если его нужно поймать на той же высоте, на которой он был брошен?

Показать решение

[латекс] R=18,5\,\текст{м} [/латекс]

Лунный вездеход, использовавшийся в последних миссиях НАСА «Аполлон-», достиг неофициальной лунной наземной скорости 5,0 м/с благодаря астронавту Юджину Сернану. Если бы марсоход двигался с такой скоростью по плоской лунной поверхности и наткнулся на небольшой выступ, который отбросил его от поверхности под углом [latex] 20\text{°}, [/latex], как долго он находился бы «в воздухе» на Луне?

Футбольный гол равен 2.{2}\text{sin}\,2{\theta}_{0}}{g}⇒{\theta}_{0}=15,0\text{°} [/latex]

Вы бросаете бейсбольный мяч с начальной скоростью 15,0 м/с под углом [latex] 30\text{°} [/latex] к горизонту. Какой должна быть начальная скорость мяча при [latex] 30\text{°} [/latex] на планете, ускорение свободного падения которой в два раза больше, чем у Земли, чтобы достичь той же дальности? Рассмотрим запуск и удар о горизонтальную поверхность.

Аарон Роджерс бросает футбольный мяч со скоростью 20,0 м/с в своего широкого приемника, который бежит прямо по полю на 9.4 м/с на 20,0 м. Если Аарон бросает футбольный мяч, когда широкий принимающий достигает 10,0 м, под каким углом должен бросить мяч Аарон, чтобы принимающий поймал его на отметке 20,0 м?

Показать решение

Широкому приемнику требуется 1,1 с, чтобы пройти последние 10 м своего пробега.

[латекс] {T} _ {\ text {tof}} = \ frac {2 ({v} _ {0} \ text {sin} \, \ theta)} {g} ⇒ \ text {sin} \, \ тета = 0,27⇒ \ тета = 15,6 \ текст {°} [/латекс]

Глоссарий

движение снаряда
движение объекта, подверженное только ускорению свободного падения
Диапазон
максимальное горизонтальное расстояние, которое проходит снаряд
время полета
время нахождения снаряда в воздухе
траектория
путь снаряда по воздуху

Военно-морской флот бесшумно выпускает 20 сверхскоростных снарядов через орудие эсминца

Ракетный эсминец USS Dewey (DDG-105) пересекает Тихий океан, находясь в США.S. Район операций 3-го флота. Фото

ВМС США

Прошлым летом авианосец USS Dewey (DDG-105) выпустил 20 сверхскоростных снарядов (HVP) из стандартного 5-дюймового палубного орудия Mk 45 в ходе бесшумного эксперимента, призванного повысить полезность оружия, которое есть почти на каждом военном корабле США. официальные лица, знакомые с испытанием, сообщили USNI News.

Испытание, проведенное ВМС и Управлением стратегических возможностей Пентагона в рамках международных учений «Рим Тихого океана» (RIMPAC) 2018, было частью серии исследований, призванных доказать, что ВМС могут дизайн палубной пушки в эффективное и недорогое оружие против крылатых ракет и более крупных беспилотных летательных аппаратов.

Хотя HVP изначально разрабатывался как снаряд для электромагнитной рельсотрона, ВМС и Пентагон видят потенциал в новом оружии противоракетной обороны, которое может запускать управляемый снаряд на почти гиперзвуковой скорости.

В настоящее время флот использует комбинацию ракет — например, усовершенствованную ракету «Морской воробей», ракету с подвижным корпусом и стандартную ракету 2 — для отражения угроз крылатых ракет. Ракеты эффективны, но также дороги, сообщил в понедельник USNI News Брайан Кларк из Центра стратегических и бюджетных оценок.

В 2016 году эсминец с управляемыми ракетами USS Mason (DDG-87) выпустил три ракеты, чтобы отразить две предполагаемые иранские крылатые ракеты, выпущенные повстанцами-хуситами в Красном море, что составило многомиллионное участие.

Художественная концепция сверхскоростного снаряда BAE Systems. Изображение BAE Systems

«Итак, если вы думаете о видах угроз, с которыми вы можете столкнуться на Ближнем Востоке, о более дешевых крылатых ракетах или более крупных БПЛА, теперь у вас есть способ их сбить, который не требует использования ESSM стоимостью 2 миллиона долларов. или RAM за 1 миллион долларов из-за сверхскоростного снаряда — даже в самых высоких оценках он стоит от 75 000 до 100 000 долларов, и это для самой модной версии с бортовой головкой самонаведения», — сказал он.

Дополнительным преимуществом использования HVP в пороховых ружьях является высокая скорострельность ружья и большая емкость магазина.

«Вы можете получить 15 выстрелов в минуту для миссии противовоздушной обороны, а также миссии земля-земля», — сказал Кларк. «Это добавляет значительный потенциал противоракетной обороны, если вы думаете, что каждый из них может заменить ракету ESSM или RAM. Они намного дешевле».

Ассортимент сверхскоростных снарядов различных систем вооружения. Изображение BAE Systems

HVP также изучается для использования с наземными 155-мм артиллерийскими орудиями для армии и морской пехоты, чтобы обеспечить ограниченные возможности противовоздушной обороны для войск передового базирования в суровых условиях.HVP также могут найти применение на борту эсминцев класса Zumwalt ВМФ в качестве замены для 155-мм усовершенствованной артиллерийской системы.

В то время как официальные лица подтвердили USNI News, что тест RIMPAC не был засекречен, как Управление министра обороны, так и Управление военно-морских исследований не подтвердили тест, когда об этом спросили USNI News.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.