Proiectil - Projectile

Un proiectil

Un proiectil este o rachetă propulsată de efortul unei forțe căreia i se permite să se miște liber sub influența gravitației și a rezistenței aerului . Deși orice obiecte aflate în mișcare prin spațiu sunt proiectile, ele se găsesc în mod obișnuit în război și sport (de exemplu, un baseball aruncat , fotbal lovit , glonț tras , săgeată , piatră eliberată din catapultă ).

În balistică, ecuațiile matematice ale mișcării sunt utilizate pentru a analiza traiectoriile proiectilului prin lansare, zbor și impact .

Forța motivă

Proiectil și cartuș pentru masiva piesă de artilerie Schwerer Gustav din Al Doilea Război Mondial . Majoritatea armelor cu proiectile folosesc compresia sau expansiunea gazelor ca forță motrice.

Pistoalele și puștile pneumatice folosesc gaze comprimate, în timp ce majoritatea celorlalte tunuri și tunuri utilizează gaze în expansiune eliberate de reacții chimice bruște de către combustibili, cum ar fi pulberea fără fum . Pistoalele cu gaz ușor utilizează o combinație a acestor mecanisme.

Pistoalele feroviare utilizează câmpuri electromagnetice pentru a oferi o accelerație constantă pe toată lungimea dispozitivului, crescând foarte mult viteza botului .

Unele proiectile asigură propulsie în timpul zborului cu ajutorul unui motor rachetă sau motor cu reacție . În terminologia militară, o rachetă nu este ghidată , în timp ce o rachetă este ghidată . Rețineți cele două semnificații ale „rachetei” (armă și motor): o ICBM este o rachetă ghidată cu un motor rachetă.

O explozie, indiferent dacă este sau nu cu o armă, face ca resturile să acționeze ca proiecte multiple de mare viteză. O armă sau un dispozitiv exploziv poate fi, de asemenea, proiectat pentru a produce multe proiectile de mare viteză prin ruperea carcasei sale, acestea sunt denumite corect fragmente .

Proiectile de livrare

Multe proiectile, de ex. Scoici , pot purta o încărcătură explozivă sau o altă substanță chimică sau biologică. În afară de sarcina utilă explozivă, un proiectil poate fi proiectat pentru a provoca daune speciale, de exemplu, foc (vezi și armele termice timpurii ) sau otrăvire (vezi și otravă cu săgeți ).

Proiectile sportive

Viteza mingii de 105 mile pe oră (169 km / h) a fost înregistrată în baseball .

În mișcarea proiectilului, cea mai importantă forță aplicată „proiectilului” este forța de propulsie, în acest caz forțele de propulsie sunt mușchii care acționează asupra mingii pentru ao face să se miște și cu cât forța aplicată este mai puternică, cu atât este mai mare forța de propulsie, care înseamnă că proiectilul (bila) va călători mai departe. Vezi pitching , bowling .

Proiectile cinetice

Un proiectil care nu conține o încărcătură explozivă sau orice alt tip de sarcină utilă este numit un proiectil cinetică , armă cinetică a energiei , focos energia cinetică , focos cinetică , vehicul ucide cinetică sau penetrator cinetică . Armele tipice cu energie cinetică sunt proiectile contondente, cum ar fi pietrele și focurile rotunde , cele ascuțite, cum ar fi săgețile , și cele oarecum ascuțite, cum ar fi gloanțele . Printre proiectilele care nu conțin explozivi se numără cele lansate din pistoale feroviare , pistoale și motoare de masă , precum și penetratori de energie cinetică . Toate aceste arme funcționează prin atingerea unei viteze mari a botului sau vitezei inițiale, în general până la hipervelocitate , și se ciocnesc cu țintele lor, transformând energia cinetică asociată cu viteza relativă dintre cele două obiecte în unde de șoc distructive și căldură. Alte tipuri de arme cinetice sunt accelerate în timp de un motor rachetă sau de gravitație. În ambele cazuri, această energie cinetică este cea care îi distruge ținta.

Unele arme cinetice pentru țintirea obiectelor în zborul spațial sunt arme antisatelite și rachete anti-balistice . Deoarece pentru a ajunge la un obiect pe orbită este necesar să se atingă o viteză extrem de mare, energia cinetică eliberată a acestora este suficientă doar pentru a le distruge ținta; nu sunt necesari explozivi. De exemplu: energia TNT este de 4,6 MJ / kg, iar energia unui vehicul kinetic kill cu o viteză de închidere de 10 km / s (22.000 mph) este de 50 MJ / kg. Pentru comparație, 50  MJ este echivalent cu energia cinetică a unui autobuz școlar care cântărește 5 tone, călătorind cu 509 km / h (316 mph; 141 m / s). Acest lucru economisește o greutate costisitoare și nu există nicio detonare care să fie sincronizată cu precizie. Cu toate acestea, această metodă necesită un contact direct cu ținta, ceea ce necesită o traiectorie mai precisă . Unele focoase lovite pentru a ucide sunt echipate suplimentar cu un focos direcțional exploziv pentru a spori probabilitatea de ucidere (de exemplu, racheta Israeli Arrow sau US Patriot PAC-3 ).

În ceea ce privește armele antirachetă, racheta Arrow și MIM-104 Patriot PAC-2 au explozivi, în timp ce interceptorul de energie cinetică (KEI), proiectilul exo-atmosferic ușor (LEAP, utilizat în Aegis BMDS ) și THAAD nu ( vezi Agenția de apărare împotriva rachetelor ).

Un proiectil cinetic poate fi, de asemenea, scăpat de pe aeronavă. Aceasta se aplică prin înlocuirea explozivilor unei bombe obișnuite cu un material neexploziv (de ex. Beton), pentru o lovitură de precizie cu mai puține daune colaterale . O bombă tipică are o masă de 900 kg (2.000 lb) și o viteză de impact de 800 km / h (500 mph). De asemenea, se aplică pentru antrenarea actului de a arunca o bombă cu explozivi. [1] Această metodă a fost utilizată în Operațiunea Libertatea irakiană și în operațiunile militare ulterioare din Irak prin împerecherea bombelor de antrenament pline de beton cu truse de ghidare GPS JDAM , pentru a ataca vehiculele și alte ținte relativ „moi” situate prea aproape de structurile civile pentru utilizarea bombelor convenționale cu exploziv mare .

Un atac global prompt poate folosi o armă cinetică. Un bombardament cinetic poate implica un proiectil aruncat de pe orbita Pământului.

O armă cinetică ipotetică care călătorește cu o fracțiune semnificativă a vitezei luminii, care se găsește de obicei în science fiction, este denumită un vehicul relativistic de ucidere (RKV).

Proiectile cu fir

Unele proiectile rămân conectate printr-un cablu la echipamentul de lansare după lansare:

• pentru îndrumare: rachetă ghidată cu sârmă (până la 4.000 de metri sau 13.000 de picioare)
• pentru a administra un șoc electric, ca în cazul unui Taser (interval de până la 10,6 metri sau 35 de picioare); două proiectile sunt împușcate simultan, fiecare cu un cablu.
• pentru a face o conexiune cu ținta, fie pentru a o trage spre lansator, ca la un harpon de balenă , fie pentru a atrage lansatorul către țintă, așa cum o face un cârlig .
• Muniție cu pușcă Bolo

Viteze tipice de proiectil

Ecuații de mișcare

Un obiect proiectat sub un unghi față de orizontală are atât componentele verticale cât și cele orizontale ale vitezei. Componenta verticală a vitezei pe axa y este dată în timp ce componenta orizontală a vitezei este . Există diverse calcule pentru proiectile la un unghi specific : ${\ displaystyle V_ {y} = U \ sin \ theta}$${\ displaystyle V_ {x} = U \ cos \ theta}$${\ displaystyle \ theta}$

1. Timp pentru a atinge înălțimea maximă. Este simbolizat ca ( ), care este timpul necesar proiectilului pentru a atinge înălțimea maximă din planul de proiecție. Matematic, este dată ca unde = accelerația datorată gravitației (aproximativ 9,81 m / s²), = viteza inițială (m / s) și = unghiul realizat de proiectil cu axa orizontală. ${\ displaystyle t}$${\ displaystyle t = U \ sin \ theta / g}$${\ displaystyle g}$${\ displaystyle U}$${\ displaystyle \ theta}$

2. Timpul de zbor ( ): acesta este timpul total necesar pentru ca proiectilul să cadă înapoi în același plan din care a fost proiectat. Matematic este dat ca . ${\ displaystyle T}$${\ displaystyle T = 2U \ sin \ theta / g}$

3. Înălțimea maximă ( ): aceasta este înălțimea maximă atinsă de proiectil SAU deplasarea maximă pe axa verticală (axa y) acoperită de proiectil. Se administrează . ${\ displaystyle H}$${\ displaystyle H = U ^ {2} \ sin ^ {2} \ theta / 2g}$

4. Gama ( ): Gama unui proiectil este distanța orizontală parcursă (pe axa x) de proiectil. Matematic ,. Intervalul este maxim atunci când unghiul = 45 °, adică . ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle R = U ^ {2} \ sin 2 \ theta / g}$${\ displaystyle \ theta}$${\ displaystyle \ sin 2 \ theta = 1}$

Vezi si

• Atlatl
• Balistică
• Praf de puşcă
• Glonţ
• Adâncimea impactului
• Bombardamentul cinetic
• Shell (proiectil)
• Punct proiectil
• Utilizarea proiectilelor de către animale
• Săgeată
• Lance
• Rachetă
• Muniție de bandă
• Suliţă
• Torpilă
• Gama unui proiectil
• Resturi spațiale
• Traiectoria unui proiectil

Note

Referințe

• Heidi Knecht (29 iunie 2013). Tehnologia proiectilelor . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-1851-2.

linkuri externe

• Model de computer Open Source Physics
• Applet de mișcare proiectil
• Un alt proiectil Motion Applet