Баллистика осколков

При движении на траектории скорость осколка за счет сопротивления воздуха постепенно уменьшается. Для оценки эффективности действия необходимо знать, как зависит скорость осколка от расстояния до точки подрыва, от массы, размеров и формы осколка. Так образующийся осколок имеет произвольную и неправильную форму, он при движении будет беспорядочно вращаться из отсутствия запаса устойчивости. В связи с этим обдуваемая поверхность также будет меняется случайным образом. Отсюда следует, что сопротивление осколка - случайная функция.

Очевидно, что и являются случайными функциями времени. Характер изменения площади можно найти по результатам стрельб. Обработка результатов стрельб говорит о том, что величина площади миделя осколка колеблется около средней площади (рис.50).

Рис.50

Аналогичным образом меняется и . Средний период колебаний по пути составляет 1,5…2 м.

Величина средней площади зависит от массы и конфигурации осколка. Для подобных осколков имеет место соотношение

– параметр (функция), характеризующая форму осколка, – масса осколка.

Для осколка в воде шара

Все реальные осколки в первом приближении могут быть представлены в виде прямоугольных параллелепипедов со сторонами а,б,с (а³ б ³ с) (рис.51).

б n

Рис.51

Спроектируем параллелепипед на произвольно ориентированную плоскость, положение которой определяется единичным вектором n нормали к этой поверхности.

Тогда

Так как направление единичного вектора равновероятно, то дифференциальный закон распределения случайных углов имеет вид

Cреднюю площадь (математическое ожидание) можно найти по формуле

Подставляя значение подынтегральных функций и интегрируя, получим

Введя обозначения a = а/с, b = б/с получим параметр формы прямоугольного параллелепипеда

Если характеризовать форму реального осколка тремя параметрами а, б, с, то параметр такого осколка Ф* близок к параметру осколка в виде параллелепипеда, имеющего такие же отношения основных размеров

Cx осколка определяется путем продувок и стрельбами на аэробаллистических трассах. При Vo > 340 м/с Сх автомоделен по числу М. Из-за вращения осколка Сх имеет колебательный характер (рис.52).

Сх

Рис.52

Можно заменить его средним значением и расчеты проводить для типичного осколка.

Запишем уравнение движения осколка, ускорением свободного падения можно пренебречь.

Заменим S ее выражением через параметр формы и введя обозначения

и получим

Интегрируя при и , получим

- баллистический коэффициент осколка.

Из формулы следует, что скорость осколка убывает тем быстрее, чем больше баллистический коэффициент, т.е чем меньше масса осколка и чем хуже его форма (чем больше Ф* и Сх).

Определим скорость полета осколка в зависимости от времени и время полета в зависимости от пути.

Интегрируя при и при получим

Интегрируя при и при , получим

13 СИСТЕМА АВИАЦИОННЫХ БОЕПРИПАСОВ

Под системой авиационных боеприпасов понимают совокупность боеприпасов различного назначения, применяемых путем сбрасывания, пуска или стрельбы с летательного аппарата и предназначенных для решения боевых и учебных задач.

Система авиационных боеприпасов включает в себя патроны к пушкам, гранатометам, пулеметам, авиационные бомбы, зажигательные баки, мины, торпеды, управляемые и неуправляемые ракеты и взрыватели к ним. Все боеприпасы, входящие в систему авиационных боеприпасов, подразделяются на боеприпасы основного и вспомогательного назначения.

Боеприпасы основного назначения применяются для поражения различных наземных, подземных, морских (надводных и подводных), воздушных целей противника. Результатом непосредственного действия средств поражения по различным целям является уничтожение и вывод из строя их разрушающим действием удара, взрыва заряда ВВ, зажигательным действием пламени и высокой температурой горения зажигательных веществ.

В зависимости от характера поражающего действия у цели все авиационные боеприпасы основного назначения подразделяются на боеприпасы фугасного действия(основной поражающий фактор – продукты детонации и ударная волна), осколочного действия (основной поражающий фактор – осколки), кумулятивного действия (основной поражающий фактор – кумулятивная струя), бетонобойного и бронебойного действия (основной поражающий фактор кинетическая энергия удара), зажигательного действия.

Большинство авиационных боеприпасов основного назначения обладают комбинированным действием (осколочно – фугасным, фугасно – зажигательным, кумулятивно – осколочным).

Авиационные боеприпасы фугасного действия являются боеприпасами многоцелевого назначения и обеспечивают поражение различных по своей уязвимости целей (живая сила, самолеты на стоянках и в обвалованиях, производственные и административные здания, стартовые позиции управляемых ракет,

склады, подводные и надводные цели).

Авиационные боеприпасы осколочного действия обеспечивают возможность поражения лишь легкоуязвимых целей (живая сила, объекты боевой техники и вооружения).

Авиационные боеприпасы кумулятивного действия предназначены для поражения бронетанковой техники.

Авиационные боеприпасы бронебойного и бетонобойного действия обеспечивают поражение целей, имеющих мощные скальные и железобетонные перекрытия (ЖБУ, подземные склады, мосты, морские бронированные цели, ВПП).

Авиационные боеприпасы зажигательного действия предназначены для поражения легковоспламеняемых объектов, для создания пожаров, а также для поражения огнем живой силы.

Авиационные боеприпасы вспомогательного назначения обеспечивают авиации возможность решения задач, связанных с самолетовождением, стрельбой, бомбометанием, тренировкой летного и инженерно-технического состава, а также для решения ряда специальных задач, решаемых авиацией в интересах сухопутных и военно-морских сил.

Боеприпасы вспомогательного назначения подразделяются на учебные (практические), осветительные, фотографические, ориентиро-сигнальные, трассирующие, имитационные, агитационные, помеховые (радиолокационные, инфракрасные).

Практические боеприпасы предназначены для обучения летного состава методам стрельбы и бомбометания, для обучения инженерно-технического состава правилам эксплуатации и обращения с боеприпасами.

Осветительные (светящие) боеприпасы предназначены для освещения местности при ночном бомбометании, визуальной разведки.

Фотографические боеприпасы используются для освещения местности при ночном фотографировании (фоторазведке).

Ориентирно-сигнальные (дневные и ночные) боеприпасы предназначены для создания условных сигналов на воде, земле и в воздухе и используются для решения навигационных задач, обозначения заданных районов, маршрута полета. Ночные ориентирно-сигнальные боеприпасы создают окрашенные в различные цвета пламя, дымовые – цветные дымы, морские – цветные пятна на поверхности воды.

Трассирующие боеприпасы предназначены для обнаружения траектории полета в воздухе.

Дымовые боеприпасы предназначены для постановки дымовых завес в целях маскировки наземных объектов.

Имитационные боеприпасы служат для имитации ядерного взрыва.

Агитационные боеприпасы предназначены для разбрасывания листовок и брошюр.

Боеприпасы помехового действия создают помехи работе радиолокационных станций, инфракрасных и телевизионных средств противника или создают ложные цели.

Все авиационные боеприпасы основного и вспомогательного назначения комплектуются взрывателями, обеспечивающими требуемое действие снаряжения боеприпаса в заданный момент времени. По принципу действия взрыватели подразделяются на ударные (контактные), дистанционные и неконтактные. Ударные взрыватели срабатывают от удара о преграду и обеспечивают либо мгновенный взрыв, либо взрыв с различным замедлением.

Взрыватели дистанционного действия срабатывают на траектории спустя некоторое время, т.е. на определенном расстоянии от самолета.

Неконтактные взрыватели обеспечивают подрыв заряда на некотором расстоянии от цели под воздействием энергии излучаемой или отраженной от цели, а также под воздействием параметров среды, окружающей цель.