Ballistik (fra græsk βάλλειν - at kaste) er videnskaben om bevægelsen af kroppe kastet i rummet, baseret på matematik og fysik . Den fokuserer hovedsageligt på studiet af bevægelsen af kugler og projektiler affyret fra skydevåben, raketprojektiler og ballistiske missiler .
Afhængigt af projektilets bevægelsesstadium er der:
De første undersøgelser af formen af flyvekurven for et projektil (fra et skydevåben) blev lavet i 1537 af Tartaglia . Galileo etablerede ved hjælp af tyngdelovene sin parabolske teori, hvor der ikke blev taget højde for luftmodstandens effekt på projektiler. Denne teori kan uden større fejl anvendes på studiet af kernernes flugt kun med ringe luftmodstand.
Studiet af luftmodstandens love skylder vi Newton , som beviste i 1687, at flyvekurven ikke kan være en parabel.
Benjamin Robins (i 1742) begyndte at bestemmekernens begyndelseshastighed og opfandt det ballistiske pendul , der stadig bruges i dag .
Den berømte matematiker Euler gav den første rigtige løsning på ballistikkens grundlæggende problemer . Ballistik blev videreudviklet af Gutton, Lombard (1797) og Obenheim (1814).
Fra 1820 blev friktionens indflydelse mere og mere undersøgt, og fysikeren Magnus , de franske videnskabsmænd Poisson og Didion og den preussiske oberst Otto arbejdede meget i denne henseende.
En ny impuls til udviklingen af ballistik var indføringen i generel brug af riflede skydevåben og aflange projektiler. Spørgsmål om ballistik begyndte at blive flittigt udviklet af skytter og fysikere fra alle lande; for at bekræfte de teoretiske konklusioner begyndte man at udføre eksperimenter på den ene side i artilleriakademier og skoler, på den anden side i fabrikker, der fremstillede våben; så for eksempel blev der udført meget komplette eksperimenter for at bestemme luftmodstanden i Skt. Petersborg i 1868 og 1869, efter ordre fra generaladjudant Barantsov , æret professor ved Mikhailovskaya Artillery Academy , N. V. Maievsky , som ydede store tjenester til ballistik - og i England ved Bashfort .
I 1881-1890. på forsøgsfeltet på Krupp-kanonfabrikken blev hastigheden af granater fra kanoner af forskellig kaliber på forskellige punkter af banen bestemt, og meget vigtige resultater blev opnået. Foruden N. V. Maievsky, hvis fortjenester er behørigt påskønnet af alle udlændinge, er blandt de mange videnskabsmænd, som nylig har arbejdet på B., især bemærkelsesværdige: prof. Alge. Lyceum Gauthier, fransk. artillerister - gr. Sankt Robert, ca. Magnus de Sparr, major Musot, kapt. Juffre; ital. kunst. kapital. Siacci, der i 1880 skitserede løsningen af problemerne med målrettet skydning, Noble, Neumann, Pren, Able, Resal, Sarro og Piober, der lagde grundlaget for intern skydning; opfindere af ballistiske enheder - Wheatstone, Konstantinov, Nave, Marseille, Despres, Leboulanger og andre.
Bevægelsen af et materielt punkt langs en ballistisk bane er beskrevet af et ret simpelt (fra matematisk analyses synspunkt ) system af differentialligninger . Vanskeligheden var at finde et tilstrækkeligt præcist funktionelt udtryk for luftmodstandsstyrken, og endda et, der ville gøre det muligt at finde en løsning på dette ligningssystem i form af et udtryk fra elementære funktioner .
I det 20. århundrede fandt en radikal revolution sted i løsningen af problemet. Omkring 1900 udviklede de tyske matematikere K. Runge og M. Kutta en numerisk metode til integration af differentialligninger , som gjorde det muligt at løse sådanne ligninger med en given nøjagtighed i nærværelse af numeriske værdier af alle indledende data. Udviklingen af aerodynamik gjorde det derimod muligt at finde en ret præcis beskrivelse af de kræfter, der virker på et legeme, der bevæger sig med høj hastighed i luften, og endelig gjorde fremskridtene inden for computerteknologi det muligt at udføre tidskrævende beregninger i rimelig tid relateret til den numeriske integration af bevægelsesligningerne langs en ballistisk bane.
En ballistisk bane er en bane, langs hvilken et legeme bevæger sig med en vis begyndelseshastighed under påvirkning af tyngdekraften og kraften fra aerodynamisk luftmodstand .
Uden at tage højde for luftmodstanden i det centrale gravitationsfelt er den ballistiske bane en andenordenskurve . Afhængigt af den indledende hastighed og retning, vil det være en bue af en ellipse , hvor en af brændpunkterne falder sammen med Jordens gravitationscenter, eller en gren af en hyperbel ; i særlige tilfælde - en cirkel (den første kosmiske hastighed ), en parabel ( den anden kosmiske hastighed ), en lodret lige linje. Da det meste af banen for ballistiske missiler med en tilstrækkelig lang rækkevidde (mere end 500 km) passerer i sjældne lag af atmosfæren, hvor der praktisk talt ikke er nogen luftmodstand, er deres baner i dette afsnit elliptiske .
Formen af sektionerne af den ballistiske bane, der passerer i atmosfærens tætte lag, afhænger af mange faktorer: projektilets begyndelseshastighed, dets form og masse, atmosfærens aktuelle tilstand på banen (temperatur, tryk, tæthed) , retningen af Jordens rotation og arten af projektilets bevægelse omkring dets massecentrum . Formen af den ballistiske bane i dette tilfælde beregnes normalt ved numerisk at integrere differentialligningerne for projektilbevægelse i en standardatmosfære . Baseret på sådanne beregninger udarbejdes ballistiske tabeller , som er en vejledning for skytter , når man sigter artilleristykker og affyre af flere raketkastere .
Ballistik er en form for retsmedicinsk undersøgelse, hvis opgave er at give efterforskerne svar på tekniske spørgsmål, der opstår under efterforskningen af sager om brug af skydevåben. Dette omfatter især etablering af en overensstemmelse mellem den affyrede kugle (såvel som den affyrede patronhylster og arten af den ødelæggelse, som kuglen frembragte) og det våben, hvorfra skuddet blev affyret.
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |
|