🌎🌏🌍 Моё исследование влияния сопротивления воздушной среды на баллистические характеристики движущихся объектов.
ВВЕДЕНИЕ
Работа посвящена изучению влияния силы сопротивления воздушной среды, на траектории и энергетику движущихся твёрдых тел (сыпучих снарядов дроби, пуль).
Сопротивление воздуха представляет собой важный фактор, существенно влияющий на скорость полёта, дальность стрельбы и точность попадания.
Тщательное исследование данной проблемы позволяет мне, существенно улучшить показатели ружейного боя, при применении разработанных мною Михайловым СГ системы дульных устройств и их конструкций.
---
Движение твердого тела в атмосфере сопровождается воздействием различных сил, среди которых ключевое значение имеет сила сопротивления воздуха ($\vec{F}_{\text{возд}}$).
Данная сила зависит от целого комплекса физических параметров: геометрической формы объекта, его массы, начальной скорости, плотности и температуры окружающего воздуха, высоты над уровнем моря и относительной влажности атмосферы.
Таким образом, детальное изучение аэродинамических свойств объектов приобретает особую важность в инженерных расчётах и моделировании реальных условий эксплуатации производимых мною, то есть Компанией CHOKE CHOKE исследований.
---
Основные понятия и физические основы явления.
Аэродинамическое сопротивление ($F_{\text{возд}}$) возникает вследствие взаимодействия частиц воздуха с поверхностью движущегося в воздушном пространстве тела.
Величина этой силы определяется следующим уравнением:
\[
\vec{F}_{\text{возд}} = -\frac{1}{2}\rho v^2 C_D A \hat{v},
\]
где:
- $\rho$ — плотность воздуха,
- $v$ — скорость тела относительно воздуха,
- $C_D$ — коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы тела и режима течения (ламинарное/турбулентное),
- $A$ — площадь поперечного сечения тела,
- $\hat{v}$ — единичный вектор направления скорости.
Коэффициент $C_D$, называемый коэффициентом сопротивления, играет существенную роль в определении величины аэродинамической нагрузки.
Его значения варьируются в зависимости от числа Рейнольдса ($Re$), которое характеризует соотношение между силами инерции и вязкими силами в потоке жидкости или газа:
\[
Re=\frac{\rho vl}{\mu},
\]
где $l$ — характерная длина тела, $\mu$ — динамическая вязкость воздуха.
Таким образом, сила сопротивления оказывает значительное влияние на траекторию полёта объекта, снижая его кинетическую энергию и замедляя движение.
Здесь сразу хочу отметить, что деформированные дробины, значительно сильнее подверчены негативному влиянию на них атмосферного воздуха.
По этой причине, необходимо всегда следить за тем, чтобы стартовая скорость снаряда дроби, создаваемая величиной давления пороховых газов в до снарядном пространстве, всегда соответствовала твердости материала из которого сделан поражающий элемент.
---
Методы исследования.
Для анализа динамики воздействия сопротивления воздуха мною, были проведены экспериментальные испытания и численное моделирование поведения различных типов и геометрических форм дроби, в условиях реальной атмосферы.
Исследования включали следующие этапы:
Экспериментальная проверка.
На специальном стенде производились замеры изменения скорости и положения тел различной геометрии при движении через воздушную среду с контролируемыми параметрами давления, температуры и влажности.
Измерялись также профили скоростей потоков вокруг исследуемых образцов.
Численные расчеты.
Используя методы вычислительной гидродинамики (CFD), проводилось моделирование турбулентных течений вокруг изучаемых объектов.
Применялась конечно-разностная схема решения дифференциальных уравнений Навье–Стокса с учетом градиентов температур и плотностей воздушных масс.
---
Результаты исследований.
Полученные данные показали следующее:
- Увеличение площади поперечного сечения объекта ведет к значительному росту силы сопротивления и снижению максимальной дальности полёта дроби.
- Турбулентные режимы значительно повышают величину $C_D$, что негативно сказывается на точности и устойчивости полётов снаряда дроби, негативно сказывается на уровне необходимой концентрации пучка дроби, относительно необходимой кучности ружейного боя на дальние дистанции.
- Температура и влажность воздуха оказывают заметное влияние на показатель плотности воздуха, что косвенно отражается на величине аэродинамического сопротивления, и как следствие на распределение поражающего элемента в стрелковом пространстве, относительно оси выстрела.
Численные модели подтвердили результаты экспериментов, продемонстрировав хорошую согласованность расчетных и измеренных значений.
---
Заключение.
Проведённые исследования позволили сделать вывод, о решающем влиянии сопротивления воздуха на основные параметры настройки ружейного боя, необходимую концентрацию и скорость поражающего элемента на подлете к поражаемой цели, а так же позволили ещё раз убедиться в необходимости создания систем управления полетом дроби, для гладкоствольных ружей, с помощью которых вы можете создавать любые необходимые вам характеристики ружейного боя, в частности форму и размер снопа в рамках ваших стрелковых дистанций.
-------
🌎🌏🌍 Изучаем баллистику с CHOKE CHOKE