Střela - Projectile

Střela

Střela je raketa poháněná vyvíjení v platnost , který se může pohybovat bez pod vlivem gravitace a odporu vzduchu . Přestože jsou jakékoli objekty v pohybu prostorem projektily, běžně se vyskytují ve válčení a sportu (například hozený baseball , kopaný fotbal , vystřelená střela , vystřelený šíp , kámen uvolněný z katapultu ).

V balistice se používají matematické pohybové rovnice k analýze trajektorií střely pomocí startu, letu a dopadu .

Hnací síla

Střela a nábojnice pro masivní dělostřelecký kus druhé světové války Schwerer Gustav . Většina střelných zbraní využívá jako hybnou sílu stlačování nebo rozpínání plynů.

Foukačky a pneumatické pušky používají stlačené plyny, zatímco většina ostatních zbraní a děl využívá rozpínavé plyny uvolňované náhlými chemickými reakcemi hnacích plynů jako bezdýmný prach . Lehké plynové zbraně používají kombinaci těchto mechanismů.

Railguns využívají elektromagnetická pole k zajištění konstantního zrychlení po celé délce zařízení, což výrazně zvyšuje úsťovou rychlost .

Některé střely zajišťují pohon za letu pomocí raketového motoru nebo proudového motoru . Ve vojenské terminologii je raketa neřízená, zatímco raketa je vedena . Všimněte si dvou významů „rakety“ (zbraň a motor): ICBM je řízená střela s raketovým motorem.

Exploze, bez ohledu na to, zda jde o zbraň, způsobí, že úlomky působí jako více projektilů o vysoké rychlosti. Výbušná zbraň nebo zařízení může být také navržena tak, aby produkovala mnoho vysokorychlostních projektilů rozbitím jejího pláště, jedná se o správně pojmenované fragmenty .

Dodací střely

Mnoho projektilů, např. Granátů , může nést výbušnou nálož nebo jinou chemickou nebo biologickou látku. Kromě výbušného užitečného zatížení může být projektil navržen tak, aby způsobil zvláštní poškození, např. Oheň (viz také rané tepelné zbraně ) nebo otravu (viz také šípový jed ).

Sportovní projektily

V baseballu byly zaznamenány rychlosti míče 105 mil za hodinu (169 km/h) .

V pohybu střely je nejdůležitější silou aplikovanou na 'střelu' hnací síla, v tomto případě jsou hnacími silami svaly, které působí na míč, aby se pohyboval, a čím silnější síla působí, tím větší hnací síla znamená, že střela (koule) bude cestovat dále. Viz nadhazování , bowling .

Kinetické projektily

Projektil, který neobsahuje výbušné nálože nebo jakýkoli jiný druh nákladu se nazývá kinetická projektil , kinetická energie zbraň , kinetická energie hlavici , kinetická hlavice , kinetický zabít vozidlo nebo kinetické penetrátor . Typickými zbraněmi kinetické energie jsou tupé projektily, jako jsou kameny a kulaté střely , špičaté, jako jsou šípy , a poněkud špičaté, jako jsou kulky . Mezi projektily, které neobsahují výbušniny jsou vystřelovány ze railguns , coilguns a masových řidičů , jakož i kinetickou energii penetrators . Všechny tyto zbraně fungují tak, že dosahují vysoké úsťové rychlosti nebo počáteční rychlosti, obvykle až do hypervelocity , a narážejí na své cíle, přičemž přeměňují kinetickou energii spojenou s relativní rychlostí mezi těmito dvěma objekty na ničivé rázové vlny a teplo. Jiné typy kinetických zbraní jsou časem zrychlovány raketovým motorem nebo gravitací. V každém případě je to tato kinetická energie, která ničí svůj cíl.

Některé kinetické zbraně zaměřené na objekty v kosmickém letu jsou protidružicové zbraně a protiraketové rakety . Protože k dosažení předmětu na oběžné dráze je nutné dosáhnout extrémně vysoké rychlosti, stačí k uvolnění jejich cíle samotná uvolněná kinetická energie; výbušniny nejsou nutné. Například: energie TNT je 4,6 MJ/kg a energie kinetického zabíjecího vozidla s rychlostí zavírání 10 km/s (22 000 mph) je 50 MJ/kg. Pro srovnání, 50 MJ je ekvivalentem kinetické energie školního autobusu o hmotnosti 5 metrických tun, který se pohybuje rychlostí 509 km/h (316 mph; 141 m/s). To šetří nákladnou hmotnost a není nutné přesně načasovat detonaci . Tato metoda však vyžaduje přímý kontakt s cílem, což vyžaduje přesnější trajektorii . Některé hlavice typu hit-to-kill jsou navíc vybaveny výbušnou směrovou hlavicí pro zvýšení pravděpodobnosti zabití (např. Raketa Israeli Arrow nebo americký Patriot PAC-3 ).

Pokud jde o protiraketové zbraně, raketa Arrow a MIM-104 Patriot PAC-2 mají výbušniny, zatímco stíhače kinetické energie (KEI), lehký exo-atmosférický projektil (LEAP, používaný v Aegis BMDS ) a THAAD nemají ( viz Agentura protiraketové obrany ).

Kinetický projektil lze také odhodit z letadla. To se provádí tak, že se výbušniny běžné bomby nahradí nevýbušným materiálem (např. Beton), aby došlo k přesnému zásahu s menším poškozením . Typická bomba má hmotnost 900 kg (2 000 lb) a rychlost nárazu 800 km/h (500 mph). Používá se také pro výcvik aktu svržení bomby výbušninami. [1] Tato metoda byla použita v operaci Irácká svoboda a následných vojenských operacích v Iráku spojením cvičných bomb naplněných betonem s naváděcími sadami JDAM GPS , k útoku na vozidla a další relativně „měkké“ cíle umístěné příliš blízko civilních struktur pro použití konvenčních vysoce výbušných bomb.

Prompt Global Strike mohou využít kinetickou zbraň. Kinetická bombardování může zahrnovat projektil klesla z oběžné dráhy Země.

Hypotetická kinetická zbraň, která cestuje podstatným zlomkem rychlosti světla, která se obvykle nachází ve sci -fi, se nazývá relativistické vražedné vozidlo (RKV).

Drátěné projektily

Některé střely zůstávají po spuštění připojeny kabelem k odpalovacímu zařízení:

pro navádění: drátěná střela (dosah až 4 000 metrů nebo 13 000 stop)
podávat elektrický šok, jako v případě Taseru (dosah až 10,6 metru nebo 35 stop); dva střely jsou vystřeleny současně, každý pomocí kabelu.
navázat spojení s cílem, buď ho táhnout směrem k odpalovacímu zařízení, jako u velrybářské harpuny , nebo přitáhnout odpalovací zařízení k cíli, jak to dělá hák .
Střelivo do brokovnice Bolo

Typické rychlosti střely

Projektil	Rychlost				Specifická kinetická energie (J/kg)
Projektil	(slečna)	(km/h)	(ft/s)	(mph)	Specifická kinetická energie (J/kg)
Objekt padající 1 m (ve vakuu, na zemský povrch)	4.43	15,948	14.5	9.9	9.8
Objekt padající 10 m (ve vakuu, na zemský povrch)	14	50,4	46	31	98
Vyhozený klub (expertní vrhač)	40	144	130	90	800
Objekt padající 100 m (ve vakuu, na zemský povrch)	45	162	150	100	980
Rafinovaná (flexibilní) atlatl dart (expertní vrhač)	45	162	150	100	1 000
Hokejový puk ( facka , profesionální hráč)	50	180	165	110	1300
80-lb-čerpat pistole kuše šroub	58	208,8	190	130	1700
Válečný šíp vystřelený ze středověké válečné zbraně o hmotnosti 150 liber	63	228,2	208	141	2 000
Střela Blunt Impact vystřelila ze 40mm granátometu	87	313,2	285	194,6	3,785
Paintball vystřelil ze značky	91	327,6	300	204	4100
Šroub kuše o hmotnosti 175 lb	97	349,2	320	217	4700
6 mm airsoftová peleta	100	360	328	224	5 000
Vzduchovka BB 4,5 mm	150	540	492	336	11 000
Vzduchová peletka .177 "(vzduchová puška magnum)	305	878,4	1 000	545	29 800
9 × 19 mm (kulka z pistole )	340	1224	1116	761	58 000
12,7 × 99 mm (kulka těžkého kulometu )	800	2 880	2,625	1790	320 000
Německý tygr I 88 mm (plášť nádrže- Pzgr.39 APCBCHE)	810	2 899	2,657	1812	328 050
5,56 × 45 mm (standardní kolo používané v mnoha moderních puškách)	920	3,312	3018	2,058	470 000
20 × 102 mm (standardní americké dělové kolo používané ve stíhacích kanónech)	1039	3,741	3 410	2,325	540 000
25 × 140 mm ( APFSDS , penetrátor nádrže )	1700	6,120	5577	3,803	1 400 000
2 kg wolframový slimák (od Experimental Railgun )	3 000	10 800	9,843	6 711	4 500 000
Návratové vozidlo MRBM	Až 4 tisíce	Až 14 000	Až 13 000	Až 9 000	Až 8 000 000
střela z lehkého plynu	Až 7 000	Až 25 000	Až 23 000	Až 16 000	Až 24 000 000
Satelit na nízké oběžné dráze Země	8 000	29 000	26 000	19 000	32 000 000
Exoatmosférické vražedné vozidlo	~ 10 000	~ 36 000	~ 33 000	~ 22 000	~ 50 000 000
Střela (např. Vesmírný odpad ) a cíl na nízkou oběžnou dráhu Země	0–16 000	~ 58 000	~ 53 000	~ 36 000	~ 130 000 000
7 T eV částice v LHC	299 792 455	1 079 252 839	983571079	670,616,536	~ 6,7 × 10 ²⁰

Pohybové rovnice

Objekt promítaný pod úhlem k horizontále má vertikální i horizontální složky rychlosti. Svislá složka rychlosti na ose y je dána, zatímco horizontální složka rychlosti je . Pro projektily pod určitým úhlem existují různé výpočty : ${\ Displaystyle V_ {y} = U \ sin \ theta}$ ${\ displaystyle V_ {x} = U \ cos \ theta}$ ${\ displaystyle \ theta}$

1. Čas dosáhnout maximální výšky. Symbolizuje se jako ( ), což je doba, za kterou střela dosáhne maximální výšky z roviny projekce. Matematicky je to dáno jako kde = gravitační zrychlení (cca 9,81 m/s²), = počáteční rychlost (m/s) a = úhel svinutý střelou s vodorovnou osou. ${\ displaystyle t}$ ${\ Displaystyle t = U \ sin \ theta /g}$ ${\ displaystyle g}$ ${\ displaystyle U}$ ${\ displaystyle \ theta}$

2. Čas letu ( ): toto je celkový čas potřebný k tomu, aby střela dopadla zpět do stejné roviny, ze které byla promítnuta. Matematicky je uveden jako . ${\ displaystyle T}$ ${\ Displaystyle T = 2U \ sin \ theta /g}$

3. Maximální výška ( ): toto je maximální výška dosažená střelou NEBO maximální posun na svislé ose (osa y) pokryté střelou. Udává se jako . ${\ displaystyle H}$ ${\ Displaystyle H = U ^{2} \ sin ^{2} \ theta /2g}$

4. Dosah ( ): Dosah střely je horizontální vzdálenost, kterou střela projela (na ose x). Matematicky . Rozsah je maximální při úhlu = 45 °, tzn . ${\ displaystyle R}$ ${\ Displaystyle R = U^{2} \ sin 2 \ theta /g}$ ${\ displaystyle \ theta}$ ${\ Displaystyle \ sin 2 \ theta = 1}$

Viz také

Poznámky

Reference

Heidi Knecht (29. června 2013). Technologie projektilu . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-1851-2.

Languages

In other projects