Den ballistiske koefficient jsb (forkortet BC) for et legeme er et mål for dets evne til at overvinde luftmodstand under flyvning. Den er omvendt proportional med negativ acceleration: et større tal angiver mindre negativ acceleration, og projektilets modstand er direkte proportional med dets masse.
En lille historie
I 1537 affyrede Niccolò Tartaglia adskillige testskud for at bestemme den maksimale vinkel og rækkevidde for en kugle. Tartaglia kom til den konklusion, at vinklen er 45 grader. Matematikeren bemærkede, at skuddets bane konstant bøjes.
I 1636 offentliggjorde Galileo Galilei sine resultater i Dialogues on the Two New Sciences. Han opdagede, at et faldende legeme har en konstant acceleration. Dette gjorde det muligt for Galileo at vise, at kuglens bane var buet.
Omkring 1665 opdagede Isaac Newton loven om luftmodstand. Newton brugte luft og væsker i sine eksperimenter. Han viste, at modstanden mod et skud stiger i forhold til tætheden af luften (eller væsken), tværsnitsarealet og kuglens vægt. Newtons eksperimenter blev kun udført ved lave hastigheder - op til omkring 260 m/s (853ft/s).
I 1718 udfordrede John Keel Continental Mathematics. Han ville finde den kurve, som projektilet kunne beskrive i luften. Dette problem antager, at luftmodstanden øges eksponentielt med projektilets hastighed. Keel kunne ikke finde en løsning på denne vanskelige opgave. Men Johann Bernoulli påtog sig at løse dette vanskelige problem og fandt kort efter ligningen. Han indså, at luftmodstanden varierede som "en hvilken som helst kraft" af hastighed. Senere blev dette bevis kendt som "Bernoullis ligning". Det er dette, der er forløberen for konceptet "standardprojektil".
Historiske opfindelser
I 1742 skabte Benjamin Robins det ballistiske pendul. Det var en simpel mekanisk enhed, der kunne måle hastigheden af et projektil. Robins rapporterede kuglehastigheder fra 1400 ft/s (427 m/s) til 1700 ft/s (518 m/s). I sin bog New Principles of Shooting, udgivet samme år, brugte han Eulers numeriske integration og fandt ud af, at luftmodstanden "varierer som kvadratet af projektilets hastighed."
I 1753 viste Leonhard Euler, hvordan teoretiske baner kunne beregnes ved hjælp af Bernoullis ligning. Men denne teori kan kun bruges til modstand, som ændres som kvadratet af hastighed.
I 1844 blev den elektroballistiske kronograf opfundet. I 1867 viste denne enhed tidspunktet for en kugles flyvning med en nøjagtighed på en tiendedel af et sekund.
Testkørsel
I mange lande og deres bevæbnedestyrker siden midten af 1700-tallet er der blevet udført testskud ved hjælp af stor ammunition for at bestemme modstandsegenskaberne for hvert enkelt projektil. Disse individuelle testeksperimenter blev registreret i omfattende ballistiske tabeller.
Seriøse test blev udført i England (Francis Bashforth var testeren, selve eksperimentet blev udført på Woolwich Marshes i 1864). Projektilet udviklede en hastighed på op til 2800 m/s. Friedrich Krupp i 1930 (Tyskland) fortsatte med at teste.
Skallerne i sig selv var solide, let konvekse, spidsen havde en konisk form. Deres størrelser varierede fra 75 mm (0,3 tommer) med en vægt på 3 kg (6,6 pund) til 254 mm (10 tommer) med en vægt på 187 kg (412,3 pund).
Metoder og standardprojektil
Mange militære før 1860'erne brugte beregningsmetoden til korrekt at bestemme et projektils bane. Denne metode, som var egnet til kun at beregne én bane, blev udført manuelt. For at gøre beregninger meget nemmere og hurtigere er man begyndt at lave en teoretisk modstandsmodel. Forskning har ført til en betydelig forenkling af eksperimentel behandling. Dette var "standardprojektil"-konceptet. Ballistiske tabeller blev sammensat til et konstrueret projektil med en given vægt og form, specifikke dimensioner og en bestemt kaliber. Dette gjorde det lettere at beregne den ballistiske koefficient for et standardprojektil, der kunne bevæge sig gennem atmosfæren ifølge en matematisk formel.
Bordballistisk koefficient
Ovenstående ballistiske tabeller inkluderer norm alt sådanne funktioner som: luftdensitet, projektilets flyvetid inden for rækkevidde, rækkevidde, grad af afgang af projektilet fra en given bane, vægt og diameter. Disse tal letter beregningen af ballistiske formler, som er nødvendige for at beregne projektilets mundingshastighed i rækkevidde og flyvevej.
Bashforth-tønder fra 1870 affyrede et projektil med en hastighed på 2800 m/s. Til beregninger brugte Mayevsky Bashfort- og Krupp-tabellerne, som omfattede op til 6 zoner med begrænset adgang. Videnskabsmanden udtænkte den syvende begrænsede zone og strakte Bashfort-skakterne op til 1100 m/s (3.609 ft/s). Mayevsky konverterede dataene fra imperialistiske enheder til metriske (i øjeblikket SI-enheder).
I 1884 indsendte James Ingalls sine tønder til US Army Ordnance Circular ved hjælp af Mayevsky-borde. Ingalls udvidede de ballistiske tønder til 5000 m/s, som var inden for den ottende spærrezone, men stadig med samme værdi af n (1,55) som Mayevskys 7. spærrezone. Allerede fuldt forbedrede ballistiske tabeller blev offentliggjort i 1909. I 1971 beregnede Sierra Bullet-firmaet deres ballistiske tabeller for 9 begrænsede zoner, men kun inden for 4.400 fod i sekundet (1.341 m/s). Denne zone har dødelig kraft. Forestil dig et 2 kg projektil, der rejser med 1341 m/s.
Majewski-metode
Vi har allerede nævnt lidt ovenfordette efternavn, men lad os overveje, hvilken slags metode denne person fandt på. I 1872 udgav Mayevsky en rapport om Trité Balistique Extérieure. Ved at bruge sine ballistiske tabeller, sammen med Bashforths tabeller fra rapporten fra 1870, skabte Mayevsky en analytisk matematisk formel, der beregnede luftmodstanden for projektilet i form af log A og værdien af n. Selvom videnskabsmanden i matematik brugte en anden tilgang end Bashforth, var de resulterende beregninger af luftmodstand de samme. Mayevsky foreslog konceptet om en begrænset zone. Mens han udforskede, opdagede han den sjette zone.
Omkring 1886 offentliggjorde generalen resultaterne af en diskussion af M. Krupps eksperimenter (1880). Selvom de anvendte projektiler varierede meget i kaliber, havde de stort set samme proportioner som standardprojektilet, 3 meter langt og 2 meter i radius.
Siacci-metode
I 1880 udgav oberst Francesco Siacci sin Balistica. Siacci foreslog, at luftmodstanden og densiteten øges, når projektilets hastighed øges.
Siacci-metoden var beregnet til flade brandbaner med afbøjningsvinkler på mindre end 20 grader. Han fandt ud af, at så lille en vinkel ikke tillader lufttæthed at have en konstant værdi. Ved at bruge Bashforths og Mayevskys tabeller skabte Siacci en 4-zone model. Francesco brugte et standardprojektil, som general Mayevsky skabte.
Bullet Coefficient
Bullet Coefficient (BC) er dybest set et mål forhvor rationaliseret kuglen er, altså hvor godt den skærer gennem luften. Matematisk er dette forholdet mellem kuglens specifikke tyngdekraft og dens formfaktor. Ballistisk koefficient er i bund og grund et mål for luftmodstand. Jo højere tal, jo lavere modstand, og jo mere effektiv er kuglen gennem luften.
En mening mere - BC. Indikatoren bestemmer vindens bane og drift, når andre faktorer er lige store. BC ændrer sig med kuglens form og den hastighed, den bevæger sig med. "Spitzer", som betyder "spids", er en mere effektiv form end "rund næse" eller "flad spids". I den anden ende af kuglen reducerer bådens hale (eller tilspidsede fod) luftmodstanden sammenlignet med en flad base. Begge øger punkt BC.
Bullet Range
Selvfølgelig er hver kugle forskellig og har sin egen hastighed og rækkevidde. Et riffelskud i en vinkel på omkring 30 grader vil give den længste flyvedistance. Dette er en rigtig god vinkel som en tilnærmelse til optimal ydeevne. Mange mennesker antager, at 45 grader er den bedste vinkel, men det er det ikke. Kuglen er underlagt fysikkens love og alle naturkræfter, der kan forstyrre et præcist skud.
Efter kuglen har forladt tønden, begynder tyngdekraften og luftmodstanden at arbejde mod startenergien fra mundingsbølgen, og dødelig kraft udvikles. Der er andre faktorer, men disse to har størst indflydelse. Så snart kuglen forlader løbet, begynder den at miste vandret energi på grund af luftmodstand. Nogle mennesker vil fortælle dig, at kuglen stiger, når den forlader løbet, men dette er kun sandt, hvis løbet blev placeret i en vinkel, når den blev affyret, hvilket ofte er tilfældet. Hvis du skyder vandret mod jorden og samtidig kaster kuglen opad, vil begge projektiler ramme jorden på næsten samme tid (minus den lille forskel forårsaget af jordens krumning og det lille fald i lodret acceleration).
Hvis du sigter dit våben i en vinkel på omkring 30 grader, vil kuglen rejse meget længere, end mange mennesker tror, og selv et lavenergivåben som en pistol vil sende kuglen over en mile. Et projektil fra en kraftig riffel kan rejse cirka 3 miles på 6-7 sekunder, så du bør aldrig skyde i luften.
Ballistisk koefficient for pneumatiske kugler
Pneumatiske kugler var ikke designet til at ramme et mål, men til at stoppe et mål eller lave en mindre fysisk skade. I denne henseende er de fleste kugler til pneumatiske våben lavet af bly, da dette materiale er meget blødt, let og giver projektilet en lille begyndelseshastighed. De mest almindelige typer kugler (kaliber) er 4,5 mm og 5,5. Selvfølgelig blev der også lavet større kaliber - 12,7 mm. Hvis du laver et skud fra sådan en pneumatik og sådan en kugle, skal du tænke på sikkerheden for udenforstående. For eksempel er boldformede kugler lavet til rekreativ leg. I de fleste tilfælde er denne type projektil belagt med kobber eller zink for at undgå korrosion.