Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 июня 2022 года; проверки требуют 2 правки.
Дульная энергия — начальная кинетическая энергия пули, измеренная на дистанции не более 1 метра от дульного среза ствола.
Рассчитывается по формуле:
где 
— масса пули, а 
— начальная скорость пули.
С расстоянием скорость, а следовательно и кинетическая энергия пули уменьшается под воздействием сопротивления воздуха. Степень этого уменьшения определяется баллистическим коэффициентом пули.
В системе СИ масса берётся в килограммах, а скорость — в метрах в секунду, в результате получим энергию в джоулях.
В других системах единиц следует преобразовывать величины соответственно — например,
-
- E — энергия (в фут-фунтах)
- v — скорость (футов в секунду)
- m — масса (в фунтах)
Обычные величины энергии для различных видов оружия[править | править код]
| Оружие | Калибр | Кинетическая энергия | |
|---|---|---|---|
| ft·lbf (фут-фунты) | Дж (Джоули) | ||
| Пневматическое оружие | .177 | 15 | 20 |
| Малокалиберный патрон | .22LR | 120 | 160 |
| Пистолетный патрон | 9×19 мм Парабеллум | 390 | 520 |
| Промежуточный патрон | 5,56×45 мм | 1350 | 1800 |
| Промежуточный патрон | 7,62×39 мм | 1550 | 2100 |
| Пуля Бреннеке | 12 | 2000 | 2700 |
Характеристики патрона 7,62×54 мм R[править | править код]
Огонь по воздушным целям ведётся на расстояния до 500 м. Дульная энергия пули — 329 кГм (1 кГм = 9,80665 Дж. Длина ствола: 605 мм). Пуля сохраняет своё убойное действие на всей дальности полёта (до 3800 м).
Показатели суммарного рассеивания пуль со стальным сердечником при стрельбе очередями из приведённых к нормальному бою СГ-43 и СГМ[1]:
| Дальность стрельбы, м | Срединные отклонения по высоте, см | Срединные отклонения по ширине, см | Энергия пули, кГм |
| 100 | 6 | 5 | 296 |
| 200 | 12 | 10 | 243 |
| 300 | 18 | 15 | 198 |
| 400 | 23 | 20 | 159 |
| 500 | 29 | 25 | 127 |
| 600 | 35 | 29 | 101 |
| 700 | 41 | 34 | 80 |
| 800 | 47 | 39 | 64 |
| 900 | 54 | 44 | 53 |
| 1000 | 62 | 49 | 46 |
| 1100 | 70 | 54 | 41 |
| 1200 | 80 | 59 | 37 |
| 1300 | 90 | 64 | 34 |
| 1400 | 102 | 69 | 31 |
| 1500 | 115 | 75 | 28 |
| 1600 | 130 | 82 | 25 |
| 1700 | 149 | 88 | 21 |
| 1800 | 179 | 94 | 17 |
| 1900 | 202 | 102 | 14 |
| 2000 | 234 | 109 | 10 |
Где срединное отклонение — половина ширины центральной полосы рассеивания, вмещающей 50 % всех попаданий[2].
В законодательстве[править | править код]
Россия[править | править код]
Понятие встречается в Федеральном законе «Об оружии».
Оружие с дульной энергией до 3 Дж по законодательству РФ не требует регистрации и не считается собственно оружием[3][4].
Примечания[править | править код]
- ↑ Наставление по стрелковому делу
- ↑ Основы огневой подготовки Архивировано 10 февраля 2012 года. (PDF)
- ↑ ГОСТ Р 51612-2000 Оружие пневматическое. Общие технические требования и методы испытаний. п.2.2. Дата обращения: 25 декабря 2017. Архивировано 26 декабря 2017 года.
- ↑ Статья 1 Закон об Оружии. последний абзац. Архивировано 26 декабря 2017 года.
См. также[править | править код]
- Начальная скорость пули
- Баллистика — наука о движении тел, брошенных в пространстве, основанная на математике и физике. Она занимается, главным образом, исследованием движения снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия, ракетных снарядов и баллистических ракет.
Подставляя цифры вы можете рассчитать на калькуляторе дульную энергию, скорость или массу пули. Подробную информацию по формулам смотрите по ссылке – справка
Расчет дульной энергии
Масса пули:
гр
Скорость пули:
м/с
Дульная энергия:
2.16 Дж
Расчет скорости пули
Масса пули:
гр
Дульная энергия:
кДж
Скорость пули:
223.61 м/с
Расчет массы пули
Дульная энергия:
кДж
Скорость пули:
м/с
Масса пули:
0.42 грамм
Убойная
и пробивная способность снаряда
характеризуется его кинетической
энергией (энергией движения), называемой
также живой силой, которая сообщается
снаряду пороховыми газами в момент
вылета из канала ствола.
Кинетическая
энергия движущегося тела вычисляется
по известной из
физики формуле:
Кинетическая
энергия снаряда является важной
характеристикой, показателем его
пробивной способности. Установлено,
например, что пуля стрелкового оружия
обладает достаточной убойной силой для
вывода из строя человека, если ее
кинетическая энергия не менее 8 кгм. Для
поражения же самолета, имеющего легкие
броневые покрытия, пуля крупнокалиберного
пулемета должна иметь энергию около
100—120 кгм. Результат ударного действия
снаряда (пули) зависит от его энергии
при встрече преградой.
От
чего зависит величина кинетической
энергии снаряда?
Пример.
Определить начальную энергию пули Б-32,
если ее вес 64 г и начальная скорость 945
м/с.
Решение.
Выразим вес пули в килограммах q=0,064
кг и, подставив данные в формулу, получим:
.
Как видим, 14,5-мм
пуля обладает очень большим запасом
работы и
поэтому
обладает высокой пробивной способностью.
С
потерей скорости снаряд резко теряет
запас энергии, так как кинетическая
энергия пропорциональна квадрату
скорости снаряда.
Для
определения энергии снаряда у цели надо
в приведенную формулу подставить
скорость снаряда у цели. Определим,
какой кинетической энергией будет
обладать пуля Б-32 у цели, если скорость
пули в этот момент будет 100 м/с.
.
Полученный
ответ можно было предугадать: скорость
пули у цели в 10 раз меньше начальной,
следовательно, энергия пули у цели
меньше начальной в 100 раз.
В
таблицах стрельбы из стрелкового оружия
даются величины энергии пули у цели на
различные дальности стрельбы. Например,
при стрельбе из ручного пулемета РПК
на дальность 500 м кинетическая энергия
пули у цели Ес=38
кгм на дальность 700 Ес=20
кгм и т. д.[11] .
Анализ
данных из таблиц стрельбы показывает,
что пули стрелкового оружия обладают
достаточной убойной силой на дальности
стрельбы до 1000 м пулей обр. 1943 г. и на
дальности до 3000 м пулями обр. 1908 г., и до
1350м пулей обр. 1974 г. [1, 4, 11].
Хорошие
баллистические качества пуль обеспечивают
и достаточную пробивную способность.
Так, 9-мм пистолетная пуля при стрельбе
из пистолета Стечкина пробивает сосновую
доску толщиной 2,5 см на расстоянии до
350 м; 7,62-мм пуля обр. 1943 г. пробивает
армейскую каску на расстоянии 650 м
(80—90% пробитий); 14,5-мм пуля пробивает
20-мм броню на расстоянии до 800 м (при угле
встречи около 90°) [5, 8, 10].
Особое
значение величина кинетической энергии
имеет для боеприпасов при стрельбе по
бронецелям. Большой запас кинетической
энергии бронебойных снарядов обеспечивает
высокую бронепробиваемость. Например,
пуля ПС для АК74 на дальности 700 метров
обладает кинетической энергией, равной
20 кгм, и пробивает стальной шлем
(каску)[11].
3.7 Явление отдачи
Рассматривая
явление выстрела как движение системы
пороховые газы – снаряд – оружие, мы
должны выяснить сущность явления отдачи
оружия.
Пороховые
газы, образующиеся во время выстрела,
давят во все стороны с одинаковой силой*.
Давление
на дно снаряда и на дно гильзы приводит
к поступательному движению снаряда и
ствола.
Движение
ствола и связанных с ним деталей в
сторону, противоположную движению
снаряда во время выстрела под действием
давления пороховых газов, называется
отдачей.
Скорость
отдачи. Из
механики известно, что если на два тела,
находящихся в покое, действует одинаковая
по величине сила, то скорость движения
этих тел обратно пропорциональна их
массам (весам):
Q:q=V0
: Vотд.,
где:
Q
– вес оружия;
Vотд.
– скорость отдачи.
Отсюда
скорость отдачи равна:
*В
действительности давление на дно снаряда
и дно гильзы различно: давление на дно
гильзы несколько больше чем на дно
снаряда. Однако для наших расчетов этой
разницей можно пренебречь.
Но эта формула не учитывает влияния на
скорость отдачи последействия газов и
поэтому не дает величины наибольшей
(максимальной) скорости отдачи. Формула
наибольшей скорости отдачи может быть
решена следующим образом. Составим
уравнение количеств движения при
выстреле (количеством движения называется
произведение массы тела на его скорость).
Сумма количеств движения системы,
вызываемых действием лишь внутренних
сил, равна нулю:
-М·Vm+m1·V0+m2u=О,
где
-М·Vm
— количество движения оружия назад
(взято со знаком минус); m1·V0
– количество
движения снаряда;
m2·u
– количество движения порохового заряда;
u
– средняя скорость истечения газов.
Найдем
из составленного уравнения наибольшую
(максимальную) скорость отдачи, которая
обозначается Vm
, заменив предварительно массы через
вес, так как веса пропорциональны массам:
–Q·Vm+(q+0,5ω)·V0+ω·u=0;
Q·Vm=q·V0+ω·u;
,
где
ω
– вес заряда.
В
числителе правой части вынесем V0
за скобку:
Среднюю
скорость истечения газов из канала
ствола «u»
для стрелкового оружия обычно принимают
равной 1275 м/с.
Отношение
u/V0
называется коэффициентом
последействия газов
и обозначается через β.
Тогда для стрелкового оружия β=
1275/V0.
Этот
коэффициент в среднем равен 1,6.
Для
начальных скоростей боеприпасов более
700 м/с значение коэффициента последействия
газов точнее следует определять по
формуле:
β=0,15+(1400:V0).
С
учетом коэффициента β
формула
выражает наибольшую скорость отдачи
оружия и имеет вид:
Эту
формулу сравним с формулой, выражающей
скорость отдачи без учета веса заряда
и истечения газов:
Они
отличаются лишь тем, что в полной формуле
вместо сомножителя q
имеют скобку (q
+ βω),
причем (q
+ βω
) всегда
больше q.
Значит, скорость отдачи при решении
задач по полной формуле будет всегда
больше, чем скорость, найденная по
приближенной формуле.
Найдем
скорость отдачи ствола 30-мм автоматической
пушки 2А42, если её вес 115 кг, вес снаряда
0,4 кг, вес заряда 0,128кг и начальная
скорость снаряда 990 м/с.
;
;
β=0,15+(1400:990)≈1,4;
Vm=(0,4+1,4x0,128)990:115)≈4,97
м/с.
Это
скорость свободного не торможенного
отката. В действительности же, при
действии противооткатных устройств
орудия скорость отката в момент вылета
снаряда составляет 2,4 – 2,7 м/с.
Решим пример для
стрелкового оружия.
Определить
наибольшую скорость отдачи 7,62-мм
снайперской винтовки при стрельбе пулей
обр. 1908 г. Вес пули q=0,0096
кг; вес заряда ω=0,0031
кг; начальная скорость V0
=830 м/с. Вес винтовки (заряженной) Q=4,4
кг.
Определим
коэффициент последействия: β=1275:830≈1.5.
П
одставим
данные в формулу:
Такая
скорость отдачи (2 – 3 м/с) воспринимается
стрелком совершенно безболезненно.
Подсчитаем
теперь скорость отдачи винтовки без
учета последействия газов:
Vотд.=(0,0096∙830):4,4=1,81м/с.
По
сравнению с действительной наибольшей
скоростью отдачи (2,85 м/с) результат
решения на 31% меньше. Следовательно, для
верной характеристики явления отдачи
надо рассчитать скорость отдачи с учетом
последействия газов.
Существует
ещё одна формула для определения скорости
отдачи с учетом веса заряда, но без учета
истечения газов в период последействия.
Напишем
вновь уравнение количеств движения
системы при выстреле и заменим массы
через веса:
–Q·Vm
+q·V0
+ω·u1=0‚
где u1
—средняя скорость движения газов
порохового заряда внутри канала ствола.
Так
как скорость движения газов порохового
заряда изменяется от нуля в начале
явления выстрела до V0
к моменту вылета пули (считают, что газы
к моменту вылета обладают такой же
скоростью, какой обладает пуля), то
средняя скорость движения газов может
быть принята как среднее арифметическое:
u1=(0+V0):2=V0:2.
Подставим
полученное выражение в общее уравнение
количеств движения системы и найдем из
него
Vm=(q∙V0+ω(V0:2)):Q.
Вынесем
V0
за скобку
и получим:
Vm=((q+ω:2)·V0):Q.
Эта
формула показывает скорость отдачи без
учета реакции истечения газов в период
последействия и в таком виде приведена
в книге Н.М. Филатова «Краткие сведения
об основаниях стрельбы из винтовок и
пулеметов».
Энергия
отдачи. Вес
оружия обозначается через Q,
через Vm
максимальную
скорость отдачи, найденную выше. Тогда
для определения энергии (живой силы)
отдачи общая формула, выражающая величину
кинетической энергии, примет такой вид:
Зная,
что
, подставим значение Vm
в формулу Еm.
Сократим
числитель и знаменатель на Q
и получим:
Анализируя
формулу, легко установить, что энергия
отдачи прямо пропорциональна весу
снаряда и заряда, и квадрату начальной
скорости сна-
ряда,
но обратно пропорциональна весу оружия.
Определим наибольшую
энергию отдачи в условиях предыдущего
примера, где нами была рассчитана
наибольшая скорость отдачи винтовки в
2,6 м/с:
(вес
винтовки =4,4 кгм);
Em=(4,4·2,62):(2·9,81)=1,5кгм.
Следует
заметить, что по выведенным формулам
энергия отдачи определяется только для
неавтоматического оружия. Приведенные
зависимости дают приблизительные
значения для определения энергии отдачи
и для автоматического оружия, действующего
по принципу отвода части газов.
Определение
энергии отдачи для автоматического
оружия, действующего по принципу
использования энергии отдачи, более
сложно, так как необходимо учитывать
целый ряд дополнительных факторов. В
этих образцах оружия часть энергии
отдачи используется полезно, а в
неавтоматическом оружии отдача оказывает
вредное действие.
Способы
уменьшения отдачи.
При стрельбе из автоматов, винтовок,
ручных
пулеметов отдача воспринимается плечом
стрелка. Поэтому должно быть вполне
понятным стремление по возможности
уменьшить энергию отдачи и установить
для каждого вида оружия пределы, выше
которых энергия отдачи не должна быть.
Из
приведенной выше формулы видно, что
уменьшить энергию отдачи можно следующими
путями:
–
уменьшить начальную скорость снаряда,
но это нецелесообразно, так как требуемая
начальная скорость задается при
проектировании оружия, уменьшение же
ее может привести к ухудшению баллистики
снаряда;
–
уменьшить вес заряда за счет применения
порохов, обладающих большей силой, но
так, чтобы это не приводило к уменьшению
начальной скорости;
–
увеличить вес оружия, но это также
нежелательно, ибо ухудшает маневренные
свойства оружия.
Следовательно,
при проектировании оружия необходимо
учесть все условия и выбрать такую
комбинацию величин, чтобы, не ухудшая
свойств оружия, иметь по возможности
наименьшую энергию отдачи. Установлено,
что для ручного оружия энергия отдачи
не должна превышать 2 кгм.
Рассмотренное
явление отдачи, в целом вредно сказывающееся
при стрельбе из стрелкового оружия,
используется в некоторых видах
автоматического оружия для приведения
в действие подвижных частей. К этим
образцам относится оружие, автоматика
которых работает по принципу использования
энергии отдачи. Из современных образцов
Российского стрелкового оружия к этому
классу относятся пистолеты ТТ, Макарова,
Глок и т.д.[15].
У
некоторых видов огнестрельного оружия
применяются для уменьшения отдачи
особые приспособления—дульные
тормоза[15].
Дульный
тормоз представляет собой специальное
приспособление на дульной части ствола,
действуя на которое, пороховые газы
после вылета снаряда уменьшают скорость
отдачи оружия.
Идея
использования дульного тормоза, как
поглотителя энергии отдачи, зародилась
еще в середине ХIХ в. В русской артиллерии
дульный тормоз впервые был применен в
1862 году для трехпудовой бомбовой пушки
обр. 1838 г. Устройство его было простое:
в стенке ствола вблизи дульного среза
было восемь окон, наклоненных к оси
ствола под углом 45˚.
В
конце ХIХ
века был использован более эффективный
дульный тормоз, предложенный русским
артиллеристом, профессором Артиллерийской
академии Дурляховым. Эти тормозы были
применены для орудий с жестким лафетом.
Создание в начале ХХ века противооткатных
устройств позволило избежать применения
дульных тормозов. В настоящее время, в
связи с повышением могущества орудий,
для сохранения их максимальной подвижности
дульные тормозы вновь получили широкое
распространение.
Рис. 18. Типы дульных
тормозов.
Принцип
действия дульного тормоза легко
объясняется на примере устройства
ствола пулемета ДШК (рис. 18 а). Истекающие
вслед за пулей пороховые газы ударяются
в стенки дульного тормоза, уменьшая
этим действие отдачи. Такой тип тормоза
называется активным.
Кроме этого, существуют тормозы
реактивного
и комбинированного типа.
Их действие понятно из рис. 18 б, в.
В
заключение можно указать, что современные
конструкции дульных тормозов для
артиллерийских систем поглощают до 30%
и выше энергии отдачи. Для орудий малого
калибра и стреляющих с большой начальной
скоростью коэффициент действия дульных
тормозов может доходить до 50 – 70% и выше.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Формула для расчета дульной энергии
Все любители пневматического оружия знают формулу, позволяющую расчитать дульную энергию оружию E = mV * V/2, вот только не все понимают откуда она взялась и как ее можно творчески переработать, чтобы использовать для других расчетов, которые чуточку посложнее. И я решила восполнить этот пробел.
Для начала, надо вспомнить Второй закон Ньютона, согласно которому F = ma, где m – масса(кг), a – ускорение(м/с*с). А сила F измеряется в ньютонах(н).
Во-вторых, вспоминаем определение Дж, который представляет собой н * м, то есть E = FS.
А теперь, немножечко поиграем со всеми этими формулами.
Сначала вставляем формулу закона Ньютона в определение Дж и получаем, что E= maS, то есть Дж = кг * (м/с * с) * м или Дж = кг * м * м/(с *с) и уже отсюда получаем, что E = mV * V, ведь V – это скорость, которая измеряется в м/с.
А вот тут уже самое интересное, почему то, что мы получили надо делить пополам, ведь, казалось бы, что все и так прекрасно сходится? Сходится, да не совсем. Ведь, если скорость постоянная, то ускорение равно нулю и все, что мы насчитали, будет перемножено на ноль. Значит скорость у нас не постоянная. И, действительно, мы знаем, что скорость пули в процессе выстрела возрастает о нулевой до какой-то там скорости(V), с которой пуля вылетает из дула. То есть, чтобы упростить расчет и не мучиться с интегралами и дифференциалами, эту скорость надо усреднить (V + 0)/2. Подставляем это в полученную чуть выше формулу и получаем, что E = mV * V/2, что и требовалось доказать.
Если же не бояться интегралов и дифференциалов, то можно вспомнить, что ускорение(а) – это производная скорости, то есть, чтобы получить скорость его надо проинтегрировать по dt, где dt – элементарный отрезок (квант) времени, а согласно правил интегрирования элементарных функций интегал xdx = x * x/2 + Const. А в нашем случае Const = 0, ведь начальная скорость пули, в любом случае, нулевая.
Вылетающая из ствола пуля обладает массой, скоростью и некоторой начальной кинетической энергией. Эти факторы характеризуют убойность оружия и позволяют отнести его к нужной категории.
Дульную энергию рассчитывают как произведение одной второй массы на скорость в квадрате. Согласно законам аэродинамики, за счет трения поверхности пули о воздух ее скорость снижается с каждым пройденным отрезком дистанции. Соответственно, начальная кинетическая энергия тоже уменьшается. В рамках данной статьи рассмотрим, от чего зависит мощность выстрела, формулы расчета и классификацию духового оружия.
Сравнение мощности пневматических образцов
Согласно ФЗ «Об оружии», пневматика мощностью до 3 Дж считается конструктивно сходным с оружием изделием. Вывод – это не оружие, а «игрушка», находящаяся в свободной продаже. Имеют низкую убойную силу.
По показателю дульной энергии пневматическое оружие делится на 3 группы:
- До 7,5 ед.. – образцы малой мощности.
- Обозначение – F. От 7,5 до 16,3 ед. – изделия средней мощности.
- Обозначение – J. Более 16,3 ед. – мощные девайсы. Обозначение – FAC.
Оружейные компании указывают начальную скорость, как показатель мощности оружия.
В чем сила, брат?
Здесь мы попытаемся определить, в каких же единицах нужно измерять «дурь» пневматических пистолетов и винтовок, от которой зависит, что он способен пробить и чего натворить. К слову, оценивать мощность по способности пробивать «ну очень толстые» бутылки не стоит, в этом отношении пневматика делится только на два класса – пробивает и не пробивает.
Так в чем же сила?
Многие спецы с абсолютной и непоколебимой уверенностью будут доказывать вам, что дело в скорости. И чем скорость больше, тем ствол мощнее. В рамках одного боеприпаса это, безусловно, правда. Но при использовании пуль различной массы в итоговой мощности пистолета начинается разброс, причем весьма заметный.
Чтобы компенсировать этот фактор, и дать объективную оценку силе и мощности пистолета оружейники обращаются к школьной физике. Именно оттуда к нам приходит знаменитая формула кинетической энергии, называемой в законе «Об оружии» Дульной энергией.
где m – масса пули (в кг), v – скорость вылета пули (измеряем по хронографу), E – итоговая дульная энергия.
В физике сила измеряется в Ньютонах, мощность в Ваттах, а наша итоговая энергия в Джоулях (Дж). Так что, когда говорят что-то про «силу выстрела пневматики» или «мощность пневматического пистолета» не придираемся к словам, а понимаем, что речь идет про те самые Джоули.
Формула расчета дульной энергии
Расчет дульной энергии (ДЭ) пневматики выполняется по формуле:
E = mv²/2
Обозначения:
- E – дульная энергия;
- m – масса боеприпаса;
- v – начальная скорость.
Для получения ДЭ необходимо массу снаряда (кг) умножить на начальную скорость (м/с), возведенную в квадрат, затем поделить полученное значение на 2.
И снова формулы
С матчастью вроде ознакомились, теперь перейдем к практике. Итак, есть одна формула с тремя переменными. А значит, мы ее можем использовать для трех разных случаев (все это уже писал на форуме, здесь только повторюсь):
1. Известна масса пули, замерена скорость выстрела – определяем дульную энергию оружия:
2. Уже известна примерная дульная энергия (по прошлому пункту), меняем массу пули на другую – вычисляем возможную скорость вылета:
3. Известна дульная энергия, хотим определить массу пули для достижения нужной скорости – вычисляем:
Но знать математику, конечно, хорошо, но лучше, когда за вас уже что-то считает. Предлагаю калькулятор для решения вышестоящих задач:
Примеры вычисления
Сколько Джоулей в пневматике? Определяется единица измерения элементарно. Пулька – это движущееся тело. Чем выше ее начальная скорость (НС), тем мощнее «воздушка», из которой был произведен выстрел. Например, есть винтовки А и Б. Из образца А был выпущен снаряд N массой с НС 190 м/с. В образце Б снаряд был в 2 раза тяжелее, но хронометр показал тот же результат. Итог – винтовка А слабее Б, или показатель ДЭ в 2 раза ниже.
Чем тяжелее пулька и быстрее она вылетает из ствола, тем выше мощность. Однако, стоит учитывать квадрат НС: разгон пульки в 2 раза увеличит значение ее энергетики не в 2, а в 4 раза, и наоборот.
Пример 1.
Стрельба велась из пневматической винтовки калибром 4,5 мм. Масса снаряда – 0,68 гр. Показания хронометра – 310 м/с.
E = (0.68 × (310×310)/2000 = 32.67 ед.
Пример 2.
Выпущена эта же пулька. Скорость оказалась в 2 раза меньше – 155 м/с.
E = (0.68 × (155×155)/2000 = 8.17 ед.
ДЭ оказалась в 4 раза ниже, чем в примере 1. Если бы НС упала в 3 раза, то убойность пули оказалась бы ниже в 9 раз.
Как узнать сколько Джоулей у пневматики, а затем определить третью переменную? Чтобы рассчитать примерную начальную скорость достаточно знать массу боеприпаса и дульную энергию. Вычислить вес пульки также просто – отталкиваться от двух других значений. Для удобства, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Для наглядности, ниже приведена таблица с примерами расчетов каждой переменной.
| Расчет дульной энергии | Расчет начальной скорости | Расчет массы пули |
| m: 0,68 гр. | m: 0,68 гр. | E: 32.6 ед. |
| v: 310 м/с | E: 32.67 ед. | v: 310 м/с |
| Результат: 32.67 Дж. | Результат: 309.98 м/с | Результат: 0.68 гр. |
Результаты стрельбы могут не стыковаться с теорией. Сложно предугадать, как поведет себя пулька после вылета из канала ствола.
От чего зависит мощность выстрела пневматики
Затрагивая тему мощности или силы выстрела, необходимо отделить эти понятия от физических величин. Из школьных курсов нам известно, что первая переменная выражается в Ваттах, вторая — в Ньютонах. В каждом случае участвует вес тела и его скорость. Однако в оружейном производстве принято использовать силу начальной кинетический (дульной) энергии, которая выражается в Джоулях.
Из формулы Е=1/2*m*v^2 видно, что основополагающими параметрами выступают скорость и масса снаряда. Поскольку вес пули всегда остается неизменным, зависящим от калибра, то эту величину можно считать постоянной.
Остается единственная переменная, на которую можно влиять физическим воздействием. В качестве инициатора толчка, придающего дроби начальное ускорение, выступает сменная пружина оружия. От ее внутреннего напряжения при сжимании зависит, с какой скоростью вылетит пуля из ствола.
В разных видах вооружения понятие калибр трактуется по-разному. Для огнестрельного оружия калибр — это расстояние между нарезами, для гладкоствольных ружей — диаметр канала ствола.
Из формулы видно, что для получения одного и того же показателя начальной кинетической энергии необходимо менять одну из переменных. Однако увеличивать массу до бесконечности физически невозможно, поэтому остается только одно — повышать ускорение. Чем выше будет скорость, тем выше будет пробивная способность и больше дальность полета пули. Поэтому превратить обычную винтовку в грозное оружие можно путем смены пружины.
Оружие до 3 Дж имеет низкую пробивную способность, подходят только для развлечения. Фактическая мощность ряда моделей чуть больше 3 единиц, а снаряд редко разгоняется до 180 м/с (обычно это 120-130 м/с).
Использование пневматического оружия для самообороны незаконно и малоэффективно. Попадание пульки в человека из пневматики с дульной энергией 3 единицы не причинит ему существенного вреда. Плотную одежду шарик не пробьет, а тонкую – сможет, но «живая мишень» отделается синяком. Если пулька пробьет кожу, она не проникнет глубоко.
Насколько это больно? По отзывам владельцев пистолетов, ощущения неприятные: на коже остаются синяки и небольшие гематомы. Однако, проверять возможности пистолета на себе или других не стоит. Риск получения серьезной травмы (например, при попадании в глаза) или летального исхода остается.
Почему больше не лучше?
Из страйкбольного автомата или винтовки можно выжать скорость выше 200м/с и энергию более 3,5Дж, однако это будет травмоопасно, а главное – не даст заметных преимуществ в точности или дальности полета шара.
Страйкбольный шар — сферическое тело, не обладающее хорошей баллистикой. Отправляя его в полет с бОльшей чем нужно скоростью мы будем получать обратный эффект, потому как чрезмерная начальная скорость будет снижать точность полета.
Данный недостаток можно нивелировать бОльшей массой шарика. Но наращивать массу бесконечно мы не сможем так как после превышения известных пределов игрушка превратится в оружие. Как же быть?
Пробивная способность газобаллонных изделий
Большинство пистолетов мощностью до 3 единиц стреляют от баллончиков CO2. Проникающая способность зависит от нескольких факторов:
- Технические характеристики изделия.
Результаты стрельбы будут различны у моделей. С дистанции до 10 метров, выпущенный шарик из пистолета А навылет пробивает стеклянные бутылки, Пистолет Б отработал хуже – частичное пробитие, шарик остался внутри мишени. - Количество неиспользованного углекислого газа.
С каждым выстрелом давление в баллончике будет падать. Снижается разгон пули, а значит мощность пистолета.
Газобаллонный пистолет подходит для стрельбы с близкой дистанции. Что пробивает пневматика 3 Дж? Например, мишени:
- бумажные (спортивные);
- подручные (банки, бутылки, фрукты, картон, тонкий лист мягкого металла).
Тонкую деревянную доску газобаллонные короткостволы не пробьют. На это способны пневматические винтовки 7,5 Джоулей и более, например, пружинно-поршневого типа.
Возобновляемая энергия
Другие альтернативные виды энергии — это энергия солнца, океана, и ветра. Технологии производства такой энергии пока не развиты в такой степени, чтобы человечество могло отказаться от использования ископаемого топлива. Однако, благодаря государственным субсидиям, а также тому, что они не причиняют много вреда окружающей среде, эти виды энергии становятся все более популярными.
Фотоэлектрическая панель
Энергия солнца
Эксперименты по использованию энергии солнца начались еще в 1873 году, но эти технологии не получили широкого распространения до недавнего времени. Сейчас солнечная энергетика быстро развивается, во многом благодаря государственным и международным субсидиям. Первые солнечные энергоцентры появились в 1980-х. Солнечную энергию чаще собирают и преобразуют в электроэнергию с помощью солнечных батарей. Иногда используют тепловые машины, в которых воду нагревают солнечным теплом. В результате образуется водяной пар, который и приводит в движение турбогенератор.
Ветряная турбина в комплексе Эксибишн Плейс. Торонто, Онтарио, Канада.
Энергия ветра
Человечество использовало энергию ветра на протяжении многих веков. Впервые ветер начали использовать в мореходстве около 7000 лет назад. Ветряные мельницы используются несколько сотен лет, а первые ветротурбины и ветрогенераторы появились в 1970-х.
Энергия океана
Энергия приливов и отливов использовалась еще во времена Древнего Рима, но энергию волн и морских течений люди начали использовать недавно. В настоящее время большинство приливных и волновых электростанций только разрабатывается и испытывается. В основном проблемы связаны с высокой стоимостью строительства таких станций, и недостатками сегодняшних технологий. В Португалии, Великобритании, Австралии и США сейчас эксплуатируются волновые электростанции, однако многие из них все еще находятся в стадии опытной эксплуатации. Ученые считают, что в будущем энергия океана станет одной из основных направлений «зеленой энергии».
Приливная турбина в Канадском музее науки и техники в Оттаве
Биотопливо
При сжигании биотоплива выделяется энергия, которую растения переработали из солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Биотопливо широко используется как в бытовых целях, например для обогрева жилья и приготовления пищи, так и в качестве топлива для транспорта. Из растений и животных жиров производят разновидности биотоплива — этиловый спирт и масла. В автотранспорте используется биодизельное топливо либо в чистом виде, либо в смеси с другими видами дизельного топлива.
Геотермальная энергетика
Энергия земного ядра хранится в виде тепла. Земная кора была нагрета до очень высокой температуры с момента ее формирования и до сих пор поддерживает высокую температуру. Радиоактивный процесс распада минералов в недрах Земли также выделяет тепло. До недавнего времени получить доступ к этой энергии можно было только на стыках земных пластов, в местах образования горячих источников. Совсем недавно началась разработка геотермальных скважин и в других географических регионах для того, чтобы начать использовать эту энергию для получения электричества. На данный момент стоимость энергии, полученной из таких скважин, очень высокая, поэтому геотермальная энергия не используется так широко, как другие виды энергии.
Река Ниагара, возле электростанции имени Вильяма Б. Ранкина. В 2009 году она была выведена из эксплуатации. Ниагара-Фолс, Онтарио, Канада.
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика — еще одна альтернатива ископаемому топливу. Гидроэнергия считается «чистой», так как по сравнению со сжиганием ископаемого топлива, ее производство приносит меньше вреда окружающей среде. В частности, при получении гидроэнергии выброс парниковых газов незначителен.
Гидроэнергия вырабатывается потоком воды. Человечество широко использует этот вид энергии на протяжении многих веков и ее производство остается популярным благодаря ее низкой себестоимости и доступности. Гидроэлектростанции (ГЭС) собирают и преобразуют кинетическую энергию течения речной воды и потенциальную энергию воды в резервуарах с помощью плотин. Эта энергия приводит в движение гидротурбины, которые преобразует ее в электроэнергию. Плотины устроены так, чтобы можно было использовать разницу в высотах между резервуаром, из которого вытекает вода, и рекой, в которую перетекает вода.
Гидроэлектростанция имени Роберта Мозэса. Льюистон, штат Нью-Йорк, США
Несмотря на плюсы гидроэнергетики, с ней связан ряд проблем, таких как вред, наносимый экосфере при строительстве плотин. Такое строительство нарушает экосистемы, и живые организмы оказываются отрезанными от жизненно важной среды в экосистеме. Например, рыбы не могут проплыть вверх по течению на нерест и не всегда приспосабливаются к новым условиям. Общественность не всегда может контролировать работу энергетических компаний, поэтому в результате строительства новых ГЭС может возникнуть гуманитарный кризис. Примером такого кризиса является выселение жителей в результате строительства ГЭС «Три ущелья» в Китае. При постройке этой ГЭС правительством Китая было выселено более 1,2 миллиона жителей и затоплена огромная площадь, включая поля, промышленные зоны, города, и поселки. Бытовые и производственные отходы были смыты и засорили новое водохранилище, отравляя растения и рыб. Из-за огромного количества воды в резервуаре в регионе увеличилась сейсмическая активность. В 2011 году Китайское правительство признало эту и некоторые другие проблемы.
