Баллистика.

Влияние ветра на полет пули

TVA 18-03-2010 14:47

Начну с того, что любая математическая модель, отражающая реальность, не должна основываться на наших умозрительных логических представлениях об этой реальности. Основой построения любой мат. модели могут быть только объективные физические законы и ничто иное.
Мы уже видели на примере с пробой объяснить силу Магнуса "на пальцах" ( forummessage/13/535 ), как умозрительная логика приводит к выводам, прямо противоречащим действительности, чего не случилось бы, если бы мы моделировали влияние силы Магнуса на фундаменте физического закона, выведенного Даниилом Бернулли еще в 1738 году.

Теперь давайте перейдем к выбору физической основы для мат. моделирования полета вращающейся пули, летящей в движущемся воздухе (неподвижный воздух мы будем рассматривать, как частный случай движения).

Убежден (сам неоднократно проверял в беседах), что абсолютное большинство стрелков уверены в том, что уменьшение начальной скорости пули всегда приводит к увеличению величины ветрового сноса (на одной и той же дистанции стрельбы и при одинаковом ветре). Логика здесь, казалось бы, неоспоримая: скорость пули ниже -> подлетное время больше -> время влияния ветра на пулю тоже больше -> ветровой снос несомненно больше.
Все согласны?
Давайте проверим то, что кажется нам незыблемой истиной (по нашей "железной" логике).

Загрузите в комп любой балл. калькулятор, выберите любую табличную драг-функцию (например, G1), подставьте параметры любой пули с любым БК (у меня установлен БК=0,389, я его не буду изменять).
Установите дистанцию стрельбы 300м, НСП=540м/с и полный ветер 4м/с. Подлетное время составило 0,66с, расчет ветрового сноса показал 42,64см.
625 x 488

Уменьшим НСП вдвое (270м/с). Подлетное время увеличилось до 1,18с (как мы и предполагали), но ветровой снос не просто не увеличился, он уменьшился до 28,41см (аж на 33%!!!)
625 x 490

Вы можете проверить результат этого расчета на практике, уменьшив навеску пороха настолько, чтобы НСП примерно соотвествовала скоростям из приведенного выше расчета, и контролируя скорость пули хронографом. Уверяю вас, зависимость величины ветрового сноса от скорости будет в точности такой, какой ее рассчитал ваш балл. калькулятор. Причина несовпадения нашей логики с реальностью заключается не в ошибке калькулятора, которой нет, а в том, что в шорах "железной" логики мы не можем не думать о влиянии бокового ветра непосредственно на пулю, забывая о том, что на величину ветрового сноса пули влияет не ветер, а сила лобового (эародинамического) сопротивления, величина которой связана со скоростью движения пули сложной степенной зависимостью.
272 x 246
Подлетное время обратно пропорционально первой степени скорости, а сила лобового сопротивления, от которой прямо зависят сила, ускорение, скорость и величина ветрового сноса, пропорциональна более высокой степени скорости, которая достигает значений n=5 в том диапазоне скоростей, который я выбрал намеренно, чтобы иметь возможность еще раз повторить:
Умозрительная логика и так называемый здравый смысл не могут быть основой построения мат. модели. Такой основой может быть лишь строгий расчет, основанный на знании объективных законов физики и на умении их применять.

Работа любого баллистического калькулятора строится не на наших с вами умозрительных и зачастую ошибочных представлениях о зависимости величины ветрового сноса от скорости пули. Алгоритм расчета любого балл. калькулятора базируется на постулатах классической механики Галилея-Ньютона, которая "с исключительной точностью описывает движение реальных тел, встречающихся в природе и технике. Ее законы позволяют выяснить причины и следствия этих движений и, что особенно важно для технических приложений, рассчитать заранее движение при различных условиях" (здесь я процитировал академика А.Ю.Ишлинского, выдающегося ученого и практика, посвятившего свою жизнь развитию современной гироскопии).

Именно с позиции классической механики мы с вами и будем строить нашу модель ветрового сноса. Это позволит нам сэкономить массу времени, средств и сил на эксперименты forummessage/13/535 , которые лишь подтверждают справедливость расчета на основе знания физических законов, проверенных практикой в значительно более сложных случаях, чем полет пули.
Мы с вами не будем повторять ошибок древних, рассматривавших непрерывное движение в виде цепочки пошаговых событий, что неизбежно приводило их к выводам, противоречащим действительности (между прочим, человечество находилось во власти подобных заблуждений более 1500 лет). Почитайте, это надо знать и помнить, чтобы не наступать на грабли полуторатысячелетней давности:
http://www.smolenskkredit.ru/181.htm
http://militera.lib.ru/tw/kelly_j/09.html
http://elementy.ru/trefil/zeno_paradox?page_design=print

Баллистика.

Влияние ветра на полет пули