ค่าสัมประสิทธิ์ขีปนาวุธ jsb (ตัวย่อ BC) ของร่างกายเป็นตัววัดความสามารถในการเอาชนะแรงต้านของอากาศในเที่ยวบิน เป็นสัดส่วนผกผันกับการเร่งความเร็วเชิงลบ: ตัวเลขที่มากขึ้นบ่งชี้ความเร่งเชิงลบที่น้อยลง และการลากของกระสุนปืนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของมัน
เรื่องเล็กๆ
ในปี ค.ศ. 1537 Niccolò Tartaglia ได้ยิงทดสอบหลายนัดเพื่อกำหนดมุมและระยะสูงสุดของกระสุน Tartaglia ได้ข้อสรุปว่ามุมคือ 45 องศา นักคณิตศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าวิถีของการยิงนั้นโค้งงอตลอดเวลา
ในปี 1636 กาลิเลโอ กาลิเลอีตีพิมพ์ผลงานของเขาในหัวข้อ Dialogues on the Two New Sciences เขาค้นพบว่าร่างที่ตกลงมามีความเร่งคงที่ ทำให้กาลิเลโอแสดงให้เห็นว่าวิถีกระสุนโค้ง
ประมาณปี ค.ศ. 1665 ไอแซก นิวตันค้นพบกฎการต้านทานอากาศ นิวตันใช้อากาศและของเหลวในการทดลองของเขา เขาแสดงให้เห็นว่าความต้านทานต่อการยิงเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนความหนาแน่นของอากาศ (หรือของเหลว) พื้นที่หน้าตัด และน้ำหนักของกระสุน การทดลองของนิวตันดำเนินการด้วยความเร็วต่ำเท่านั้น - สูงสุดประมาณ 260 ม./วินาที (853ft/s).
ในปี 1718 จอห์น คีล ท้าทายคณิตศาสตร์ภาคพื้นทวีป เขาต้องการหาเส้นโค้งที่โพรเจกไทล์สามารถอธิบายได้ในอากาศ ปัญหานี้อนุมานว่าแรงต้านของอากาศเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณด้วยความเร็วของโพรเจกไทล์ Keel ไม่พบวิธีแก้ปัญหาสำหรับงานยากนี้ แต่โยฮันน์ เบอร์นูลลีรับหน้าที่แก้ปัญหาที่ยากลำบากนี้และไม่นานหลังจากนั้นก็พบสมการ เขาตระหนักว่าแรงต้านของอากาศแปรผันเหมือนกับ "แรงใดๆ" ของความเร็ว ภายหลังการพิสูจน์นี้กลายเป็นที่รู้จักในนาม "สมการของเบอร์นูลลี" นี่คือที่มาของแนวคิด "กระสุนมาตรฐาน"
สิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์
ในปี 1742 เบนจามิน โรบินส์ได้สร้างลูกตุ้มขีปนาวุธ มันเป็นอุปกรณ์กลไกธรรมดาที่สามารถวัดความเร็วของกระสุนปืนได้ Robins รายงานความเร็วกระสุนจาก 1400 ft/s (427 m/s) ถึง 1700 ft/s (518 m/s) ในหนังสือของเขา New Principles of Shooting ซึ่งตีพิมพ์ในปีเดียวกันนั้น เขาใช้การรวมเชิงตัวเลขของออยเลอร์ และพบว่าแรงต้านอากาศ "แปรผันตามกำลังสองของความเร็วของโพรเจกไทล์"
ในปี 1753 เลออนฮาร์ด ออยเลอร์แสดงให้เห็นว่าวิถีทางทฤษฎีสามารถคำนวณโดยใช้สมการของเบอร์นูลลีได้อย่างไร แต่ทฤษฎีนี้ใช้ได้กับแนวต้านเท่านั้น ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นกำลังสองของความเร็ว
ในปี 1844 ได้มีการประดิษฐ์โครโนกราฟ ในปี 1867 อุปกรณ์นี้แสดงเวลาบินของกระสุนด้วยความแม่นยำหนึ่งในสิบของวินาที
ทดลองวิ่ง
ในหลายประเทศและติดอาวุธกองกำลังตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 18 ได้ดำเนินการทดสอบช็อตโดยใช้กระสุนขนาดใหญ่เพื่อกำหนดลักษณะความต้านทานของโพรเจกไทล์แต่ละตัว การทดลองทดสอบแต่ละรายการเหล่านี้ถูกบันทึกไว้ในตารางขีปนาวุธที่ครอบคลุม
การทดสอบที่จริงจังได้ดำเนินการในอังกฤษ (Francis Bashforth เป็นผู้ทดสอบ การทดลองนี้ดำเนินการบน Woolwich Marshes ในปี 1864) กระสุนปืนพัฒนาความเร็วสูงถึง 2800 m / s ฟรีดริช ครุปป์ ในปี ค.ศ. 1930 (เยอรมนี) ทำการทดสอบอย่างต่อเนื่อง
เปลือกแข็ง นูนเล็กน้อย ส่วนปลายมีรูปทรงกรวย ขนาดตั้งแต่ 75 มม. (0.3 นิ้ว) น้ำหนัก 3 กก. (6.6 ปอนด์) ถึง 254 มม. (10 นิ้ว) น้ำหนัก 187 กก. (412.3 ปอนด์)
วิธีและวิถีกระสุนมาตรฐาน
กองทัพหลายแห่งก่อนปี 1860 ใช้วิธีแคลคูลัสเพื่อกำหนดวิถีกระสุนให้ถูกต้อง วิธีนี้เหมาะสำหรับการคำนวณวิถีทางเดียวเท่านั้น ดำเนินการด้วยตนเอง เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้นและเร็วขึ้น การวิจัยได้เริ่มสร้างแบบจำลองความต้านทานเชิงทฤษฎี การวิจัยทำให้กระบวนการทดลองง่ายขึ้นอย่างมาก นี่คือแนวคิด "กระสุนปืนมาตรฐาน" ตารางขีปนาวุธถูกรวบรวมสำหรับโพรเจกไทล์ที่ประดิษฐ์ขึ้นโดยมีน้ำหนักและรูปร่างที่กำหนด ขนาดเฉพาะ และลำกล้องที่แน่นอน ทำให้คำนวณค่าสัมประสิทธิ์ขีปนาวุธของโพรเจกไทล์มาตรฐานที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศได้ง่ายขึ้นตามสูตรทางคณิตศาสตร์
โต๊ะสัมประสิทธิ์ขีปนาวุธ
ตารางขีปนาวุธข้างต้นมักประกอบด้วยฟังก์ชันต่างๆ เช่น: ความหนาแน่นของอากาศ, เวลาของการบินของกระสุนปืนในระยะ, พิสัย, ระดับการออกจากวิถีกระสุนจากวิถีที่กำหนด, น้ำหนักและเส้นผ่านศูนย์กลาง ตัวเลขเหล่านี้อำนวยความสะดวกในการคำนวณสูตรขีปนาวุธ ซึ่งจำเป็นสำหรับการคำนวณความเร็วปากกระบอกปืนของโพรเจกไทล์ในระยะและเส้นทางการบิน
ถังแบชฟอร์ธจากปี 1870 ยิงกระสุนด้วยความเร็ว 2800 m/s สำหรับการคำนวณ Mayevsky ใช้ตาราง Bashfort และ Krupp ซึ่งรวมถึงโซนการเข้าถึงที่จำกัดสูงสุด 6 โซน นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งท้องเขตหวงห้ามที่เจ็ดและขยายก้าน Bashfort ได้สูงถึง 1100 ม./วินาที (3,609 ฟุต/วินาที) Mayevsky แปลงข้อมูลจากหน่วยอิมพีเรียลเป็นเมตริก (ปัจจุบันคือหน่วย SI)
ในปี พ.ศ. 2427 เจมส์ อิงกัลส์ส่งถังของเขาไปยังหนังสือเวียนสรรพาวุธกองทัพสหรัฐฯ โดยใช้ตาราง Mayevsky Ingalls ขยายถังบรรจุขีปนาวุธเป็น 5,000 m/s ซึ่งอยู่ภายในเขตหวงห้ามที่แปด แต่ยังคงมีค่าเท่ากับ n (1.55) เท่ากับเขตหวงห้ามที่ 7 ของ Mayevsky ตารางขีปนาวุธที่ได้รับการปรับปรุงอย่างสมบูรณ์แล้วได้รับการเผยแพร่ในปี พ.ศ. 2452 ในปี 1971 บริษัท Sierra Bullet ได้คำนวณตารางขีปนาวุธของพวกเขาสำหรับ 9 โซนที่ จำกัด แต่ภายใน 4,400 ฟุตต่อวินาที (1,341 m / s) เท่านั้น โซนนี้มีกำลังถึงตาย ลองนึกภาพโปรเจกไทล์ 2 กก. เดินทางด้วยความเร็ว 1341 m/s
วิธี Majewski
เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้นเล็กน้อยนามสกุลนี้ แต่ลองพิจารณาว่าบุคคลนี้ใช้วิธีใด ในปี 1872 Mayevsky ได้ตีพิมพ์รายงานเกี่ยวกับ Trité Balistique Extérieure การใช้ตารางขีปนาวุธของเขาร่วมกับตารางของแบชฟอร์ธจากรายงานปี 1870 Mayevsky ได้สร้างสูตรทางคณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์ที่คำนวณความต้านทานอากาศสำหรับโพรเจกไทล์ในแง่ของล็อก A และค่าของ n แม้ว่าในวิชาคณิตศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์จะใช้แนวทางที่แตกต่างจาก Bashforth แต่ผลการคำนวณค่าความต้านทานอากาศก็เหมือนกัน Mayevsky เสนอแนวคิดของเขตจำกัด ขณะสำรวจเขาค้นพบโซนที่หก
ประมาณปี พ.ศ. 2429 นายพลตีพิมพ์ผลการอภิปรายการทดลองของเอ็ม. ครุปป์ (1880) ถึงแม้ว่าโพรเจกไทล์จะใช้แตกต่างกันอย่างมากในคาลิเบอร์ แต่โดยพื้นฐานแล้วพวกมันมีสัดส่วนเท่ากับโพรเจกไทล์มาตรฐาน ยาว 3 เมตร และรัศมี 2 เมตร
วิธี Siacci
ในปี 1880 พันเอก Francesco Siacci ได้ตีพิมพ์ Balistica ของเขา Siacci แนะนำว่าแรงต้านและความหนาแน่นของอากาศจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของกระสุนปืนเพิ่มขึ้น
วิธี Siacci มีไว้สำหรับวิถียิงแนวราบที่มีมุมโก่งตัวน้อยกว่า 20 องศา เขาพบว่ามุมเล็ก ๆ ดังกล่าวไม่อนุญาตให้ความหนาแน่นของอากาศมีค่าคงที่ การใช้ตารางของ Bashforth และ Mayevsky Siacci ได้สร้างแบบจำลอง 4 โซน Francesco ใช้โพรเจกไทล์มาตรฐานที่นายพล Mayevsky สร้างขึ้น
สัมประสิทธิ์กระสุน
Bullet Coefficient (BC) เป็นตัววัดของกระสุนมีเหตุมีผลอย่างไร นั่นคือ มันทะลุผ่านอากาศได้ดีเพียงใด ในทางคณิตศาสตร์ นี่คืออัตราส่วนของความถ่วงจำเพาะของกระสุนต่อปัจจัยด้านรูปร่าง ค่าสัมประสิทธิ์ขีปนาวุธเป็นตัววัดความต้านทานอากาศ ยิ่งตัวเลขสูง ความต้านทานยิ่งต่ำ และกระสุนจะทะลุผ่านอากาศได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
อีกหนึ่งความหมาย - BC. ตัวบ่งชี้จะกำหนดวิถีและการเคลื่อนตัวของลมเมื่อปัจจัยอื่นเท่ากัน BC เปลี่ยนแปลงไปตามรูปร่างของกระสุนและความเร็วที่กระสุนเคลื่อนที่ "สปิตเซอร์" ซึ่งแปลว่า "แหลม" เป็นรูปร่างที่มีประสิทธิภาพมากกว่า "จมูกกลม" หรือ "จุดแบน" ที่ปลายอีกด้านของกระสุน หางของเรือ (หรือตีนเทเปอร์) ช่วยลดแรงต้านของอากาศเมื่อเทียบกับฐานแบน ทั้งสองเพิ่มสัญลักษณ์แสดงหัวข้อย่อย BC.
ระยะกระสุน
แน่นอนว่ากระสุนแต่ละอันมีความแตกต่างกันและมีความเร็วและระยะของมันเอง ปืนยาวที่ยิงทำมุมประมาณ 30 องศาจะให้ระยะการบินที่ยาวที่สุด นี่เป็นมุมที่ดีจริงๆ ในการประมาณประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด หลายคนคิดว่า 45 องศาเป็นมุมที่ดีที่สุด แต่ก็ไม่ใช่ กระสุนอยู่ภายใต้กฎแห่งฟิสิกส์และแรงธรรมชาติทั้งหมดที่สามารถแทรกแซงการยิงที่แม่นยำได้
หลังจากกระสุนออกจากถัง แรงต้านและแรงดึงดูดของอากาศจะเริ่มทำงานกับพลังงานเริ่มต้นของคลื่นปากกระบอกปืนและกำลังร้ายแรงพัฒนา มีปัจจัยอื่น ๆ แต่ทั้งสองมีผลกระทบมากที่สุด ทันทีที่กระสุนออกจากลำกล้องปืน มันก็จะสูญเสียพลังงานในแนวราบเนื่องจากแรงต้านของอากาศบางคนจะบอกคุณว่ากระสุนจะพุ่งขึ้นเมื่อออกจากกระบอกปืน แต่นี่จะเป็นจริงก็ต่อเมื่อกระบอกปืนถูกวางในมุมเมื่อยิง ซึ่งมักจะเป็นเช่นนั้น หากคุณยิงในแนวนอนไปที่พื้นและขว้างกระสุนขึ้นไปพร้อมกัน ขีปนาวุธทั้งสองจะกระทบพื้นเกือบพร้อมกัน (ลบส่วนต่างเล็กน้อยที่เกิดจากความโค้งของพื้นและความเร่งในแนวตั้งลดลงเล็กน้อย)
หากคุณเล็งอาวุธของคุณไปที่มุมประมาณ 30 องศา กระสุนจะเดินทางได้ไกลกว่าที่หลายคนคิด และแม้แต่อาวุธพลังงานต่ำอย่างปืนพกก็ยังส่งกระสุนออกไปได้ไกลกว่าหนึ่งไมล์ กระสุนปืนจากปืนไรเฟิลพลังสูงสามารถเดินทางได้ประมาณ 3 ไมล์ใน 6-7 วินาที ดังนั้นไม่ว่าในกรณีใด คุณไม่ควรยิงขึ้นไปในอากาศ
ค่าสัมประสิทธิ์ขีปนาวุธของกระสุนนิวแมติก
กระสุนนิวแมติกไม่ได้ออกแบบมาเพื่อโจมตีเป้าหมาย แต่เพื่อหยุดเป้าหมายหรือสร้างความเสียหายทางกายภาพเล็กน้อย ในเรื่องนี้ กระสุนสำหรับอาวุธนิวแมติกส่วนใหญ่ทำมาจากตะกั่ว เนื่องจากวัสดุนี้มีความนุ่ม น้ำหนักเบามาก และให้ความเร็วเริ่มต้นเพียงเล็กน้อยของโพรเจกไทล์ กระสุนประเภททั่วไป (คาลิเบอร์) คือ 4.5 มม. และ 5.5 แน่นอนว่ากระสุนขนาดใหญ่กว่าก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน - 12.7 มม. การยิงจากนิวเมติกและกระสุนดังกล่าวคุณต้องคำนึงถึงความปลอดภัยของบุคคลภายนอก ตัวอย่างเช่น กระสุนรูปลูกบอลทำขึ้นสำหรับการเล่นเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ ในกรณีส่วนใหญ่ โพรเจกไทล์ประเภทนี้เคลือบด้วยทองแดงหรือสังกะสีเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน