Меню

Как измерить энергию пули



Дульная энергия пневматического оружия – теория и практика мощности

Добрый день. Сегодня у нас немного пневматической физики и прикладной юриспруденции в подаче «для чайников». Многое из приведенного ниже уже несколько раз обсуждалось на страницах этого издания, поэтому все нижеприведенное будет освящаться лишь одну общую тему – мощность пневматики.

В чем сила, брат?

Здесь мы попытаемся определить, в каких же единицах нужно измерять «дурь» пневматических пистолетов и винтовок, от которой зависит, что он способен пробить и чего натворить. К слову, оценивать мощность по способности пробивать «ну очень толстые» бутылки не стоит, в этом отношении пневматика делится только на два класса – пробивает и не пробивает.

Так в чем же сила?

Многие спецы с абсолютной и непоколебимой уверенностью будут доказывать вам, что дело в скорости. И чем скорость больше, тем ствол мощнее. В рамках одного боеприпаса это, безусловно, правда. Но при использовании пуль различной массы в итоговой мощности пистолета начинается разброс, причем весьма заметный.

Чтобы компенсировать этот фактор, и дать объективную оценку силе и мощности пистолета оружейники обращаются к школьной физике. Именно оттуда к нам приходит знаменитая формула кинетической энергии, называемой в законе «Об оружии» Дульной энергией.

где m – масса пули (в кг), v – скорость вылета пули (измеряем по хронографу), E – итоговая дульная энергия.

В физике сила измеряется в Ньютонах, мощность в Ваттах, а наша итоговая энергия в Джоулях (Дж). Так что, когда говорят что-то про «силу выстрела пневматики» или «мощность пневматического пистолета» не придираемся к словам, а понимаем, что речь идет про те самые Джоули.

Классификация пневматики по энергии

Везде есть энергия, и при особом подходе все можно измерить. Мы же остановимся на стандартной классификации пневматического оружия с точки зрения дульной энергии с поправками на закон «Об оружии».

До 3 Дж, без указания калибра

Не оружие, образцы для первоначального обучения и развлекательной стрельбы. Много из мира хардбола в калибре 4,5 мм лежит именно в этом классе (МР-654к, МР-651кс, МР-661кс).

До 3 Дж, кал. 6-8 мм

«Аирсофт» пневматика. Большая часть имеет внешнюю схожесть с известными боевыми аналогами. Применяется в игре «Страйкбол», не оружие.

3,5 Дж, кал. 10 мм

Маркеры чуть более 3 Дж для пейнтбола, копирующие боевые аналоги. Не оружие, выступает спортивным снарядом.

до 7,5 Дж, кал. 4,5 мм

Оружие для спортивной и развлекательной стрельбы. Повсеместно в РФ применяется в игре «Хардбол». В основном сюда попадают винтовки (Crosman 1077, оригинальные «Мурки») и малая часть пистолетов (Аникс 111, Аникс А-3000 «Скиф»).

14 Дж, кал. 17,3 мм

Стандартные спортивные пейнтбольные маркеры. Спортивный снаряд.

До 25 Дж, любого калибра

Спортивная и охотничья пневматика. Приравнивается к огнестрельному, а поэтому требует разрешений и лицензий.

Свыше 25 Дж

Спортивная, охотничья, боевая пневматика. В РФ имеются проблемы с сертификацией подобных образцов в связи с отсутствием их в законе.

И снова формулы

С матчастью вроде ознакомились, теперь перейдем к практике. Итак, есть одна формула с тремя переменными. А значит, мы ее можем использовать для трех разных случаев (все это уже писал на форуме, здесь только повторюсь):

1. Известна масса пули, замерена скорость выстрела – определяем дульную энергию оружия:

2. Уже известна примерная дульная энергия (по прошлому пункту), меняем массу пули на другую – вычисляем возможную скорость вылета:

3. Известна дульная энергия, хотим определить массу пули для достижения нужной скорости – вычисляем:

Но знать математику, конечно, хорошо, но лучше, когда за вас уже что-то считает. Предлагаю калькулятор для решения вышестоящих задач:

Читайте также:  Массовая концентрация вещества единицы измерения

Калькулятор для пневматического оружия

И помните, что на практике все работает немного по-другому, и что ожидает вашу пулю за пределами ствола порой невозможно предсказать. Удачи в измерениях, играем в хардбол, соблюдаем правила и технику безопасности.

Источник

Как измерить скорость пули и энергию выстрела пневматического оружия при помощи подручных гаджетов

Дешево и сердито!

Каждый, кто хоть раз стрелял из воздушки, лука, арбалета, пращи, рогатки и прочих метательных вундервафель, наверняка задумывался о мощности выстрела и о том, как ее можно измерить.

Каждый, кто покупал себе пневматику, наверняка задумывался, не объманул ли его продавец, указывая у себя на сайте невероятные сотни метров в секунду.

Сегодня я расскажу вам, как очень просто, без дорогих приборов, используя то, что есть почти у каждого — весы, рулетка, обычный компьютер и смартфон, измерить скорость пули и энергию выстрела из вашей любимой «мурки» или ультровысокотехнологичной рогатки с Али-экспресс. Метод достаточно точный и не требует особых умений и навыков — достаточно школьного курса физики и владения микрокалькулятором.

Итак, начнем. Помимо вышеперечисленных весов, смартфона и компьютера, нам еще понадобится какая-нибудь мишень, в которую мы будем стрелять. Лучше взять что-нибудь металлическое, что будет издавать при попадании характерный громкий звук. Идеально подойдет старое ведро или кастрюля. Устанавливаем мишень в удобное для стрельбы место и замеряем рулеткой расстояние до того места, где будет находиться оружие в момент выстрела. Теперь включаем диктофон в смартфоне и располагаем его максимально близко к нашей пушке. Желательно использовать самые простые приложения, без встроенных шумодавов и старта голосом — все эти приблуды могут повлиять на результат.

А как включили диктофон, так стреляем. Можно несколько раз, чтобы потом выбрать среднее значение. Диктофон запишет звук выстрела и звук попадание пули в мишень.

А теперь нам понадобится компьютер с аудиоредактором, который умеет рисовать волноформы — то есть изобразить наш звук выстрела в виде диаграммы. Я использую Sound Forge. Штука очень старая, но достаточно удобная в использовании и нужную функцию выполняет на «ура». Кроме того, есть возможность писать звук напрямую на компьютер, если использовать внешний микрофон, ну или без него, если у вас ноутбук — так даже лучше.

Открываем наш звуковой файл с выстрелами в редакторе и растягиваем волноформу пошире. На графике отчетливо видно два пика — это записался звук выстрела и звук попадания пули в мишень.

Выделяем мышкой промежуток от пика до пика и видим длительность этого отрезка в секундах.

Зная расстояние от оружия до мишени и скорость звука, очень легко посчитать, с какой скоростью летела пуля.

Расстояние до мишени в моем случае — 5 метров, длительность промежутка между пиками -184 мс, звуку требуется — около 15 мс, чтобы преодолеть эти 5 метров и как бы вернуться от мишени к смартфону. Вычитаем это значение из нашего первичного результата и получаем следующую цифру — 5 метров мой снаряд преодолел за 169 мс, что дает скорость примерно 29 м/с. Результат более чем скромный — стрелял я из игрушечной рогатки довольно тяжелым снарядом.

Зная начальную скорость «пули», энергию выстрела очень легко посчитать по формуле

Массу «пули» следует приводить в килограммах.

Мой результат — 0,0033*29*29/2 = 1,38765 дж

Конечно, присутствует потеря скорости из-за сопротивления воздуха, но в данном случае ею можно пренебречь. Ну или внести поправки — зная форму и размер снаряда, сопротивление воздуха и потерю скорости тоже можно рассчитать. Но об этом уже как-нибудь в другой раз.

Надеюсь, что этот способ будет вам полезен.

Источник

Удельная дульная энергия пули (Еуд)

В РФ огнестрельным оружием считается всё, что метает снаряд при помощи порохового заряда с Еуд ⩾ 0,5Дж²

Читайте также:  Единица измерения объем трафика

Формула для определения этого самого Еуд очень простая: это отношение дульной энергии к площади поперечного сечения снаряда.

Определить площадь поперечного снаряда можно вспомнив курс геометрии, либо не заморачиваться и использовать какой нить онлайн калькулятор.

Что же показывает Еуд? Эта величина показывает поражающую способность снаряда. Обратите внимание, не останавливающую, а именно поражающую. Т.е. как глубоко может пройти снаряд сквозь ткани человека.

Есть книжка по судебной медицине в которой расписано какие повреждения обычно возникают при попадании пули с различной Еуд.

за минимальное значение удельной кинетической энергии, соответствующее границе поражения человека, в криминалистике принято среднее значение из этого интервала 0,5 Дж/мм² (для удобства перевёл в мм²) или 0,05 кГм/мм². По данным судебной медицины при выстреле в средние отделы груди снаряд с удельной кинетической энергией:
0,06-0,08 Дж/мм² — причиняет ссадины;
0,14-0,17 Дж/мм² — поверхностные раны;
0,32-0,36 Дж/мм² — не проникающее ранение грудной клетки с переломами грудины;
0,54-0,6 Дж/мм² — проникающие ранения грудной клетки;
1,35-1,45 Дж/мм² — проникающие ранения грудной клетки с повреждениями ее задней стенки

Т.ч. ОООП даже с её ограничением в 91Дж в калибре 9мм P.A. не является игрушкой. А является вполне себе оружием. Особенно, если учитывать наличие таких пистолетов как Гроза 02,03,04,05 со стволом V4, ПМ-Т и Хорхе-С. У этих пистолетов Еуд доходит до 2,3 Дж/мм². Это конечно в 2-2,5 раза ниже, чем у служебных пистолетов калибра 9х18ПМ и 9х17к. Но и в 4,5 раза выше, чем минимальный порог необходимый для поражения человека.

Надеюсь теперь многим будет понятно, почему я сторонник калибра 9mm P.A. и не любитель крупнокалиберных ОООП.

Да, чуть не забыл. Давным давно народ отстреливал ПТД в хрон с разных расстояний. Ну и пришли к закономерности, что лёгкие резиновые шарики тормозятся об воздух примерно на 4-5% с каждого метра. Зная это, Вы сами можете легко посчитать на каком расстоянии какая приблизительная мощность будет у вашего оружия.

Для не любителей считать, приведу картинкой:

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник

Дамир.рф

Энергия (Дж), как известно из курса физики, равняется массе (кг), умноженной на квадрат скорости (м/с), деленной пополам.

Рассчитаем энергию боеприпасов, выпущенных из различных устройств. И сравним полученные цифры с боевым оружием.

Данные расчетов собраны в приведенной ниже таблице.
Для блочного арбалета Barnett Ghost 410 производителем заявлена сила натяжения в 185 lbs (68,50 кгс), обеспечивающую начальную скорость в 410 fps (121,92 м/с) карбоновой стреле массой 400 grn (25,9 г). Энергия стрелы, пущенной из арбалета, равняется 192,5 Дж
Тот же самый арбалет Ghost 410, продается в России с установленными производителем плечами с силой натяжения 94 lbs (43 кгс), что обеспечивает ту же самую стрелу энергий в 4,36 раз (410 / 94) меньше модели, выпущенной для американского рынка. Энергия стрелы равняется 44 Дж. Начальная скорость стрелы: 41,28 м/с.

Блочный лук Bowtech 82nd Airborne с силой натяжения в 60 lbs (27 кгс)
обеспечивает начальную скорость стрелы в 351 fps (106,99 м/с). При массе стрелы для лука 364 grn (23,6 г) энергия, переданная стреле, равняется 135,1 Дж.

Рогатка. Сила натяжения порядка 8 кгс.
Скорость металлического шарика 6 мм (масса около 0,8 г) равняется порядка 45 м/с. Энергия шарика при выстрела из рогатки 0,8 Дж.

Пистолет Umarex PM обеспечивает начальную скорость пули 118 м/с. Стандартная
Использование пули 0,5 г. Следовательно, энергия пули равняется 3,5 Дж.
Модели, выпущенные для российского рынка, обеспечивают пулю энергией менее 3 Дж, что придает пуле массой 0,5 г скорость не более 109,5 м/с.

Читайте также:  Что понимается под метрологическим обеспечением измерений

Для сравнения, пуля калибра 9 мм и массой 5,5 г, выпущенная из боевого оружия со скоростью 445 м/с, обладает энергией 544,6 Дж. Такая пуля способна пробить бронежилет (Ж-86-2) с расстояния 25 м.

Кинетическая энергия боеприпасов:

Устройство Масса, г Скорость, м/с Энергия, Дж
Barnett Ghost 410 (арбалет) 25,5 121,92 192,5
Barnett Ghost 410 R (арбалет) 25,5 58,3 44,0
Bowtech 82hd Airborne (лук) 23,6 106,99 135,1
Рогатка 0,8 45 0,8
Umarex ПМ (пневматика) 0,5 118 3,48
Umarex ПМ R (пневматика) 0,5 109,5 3,0
Пистолет Макарова 3,7 315 183,6
Боевое оружие 5,5 445 544,6

Продающиеся в России пневматические пистолеты с ограничением на выходе энергии пули в 3 Дж не являются оружием. Технические характеристики пневматических пистолетов применимы только для развлекательной и спортивной стрельбы.
Тем не менее, спортивные луки и арбалеты за счет относительно высокой массы боеприпаса (23 – 25 г) способны выдавать достаточно приличные результаты кинетической энергии выпущенной стрелы. Более того, отдельные модели арбалетов, произведенных для американского рынка, превосходят по энергии, переданной боеприпасу, настоящий пистолет Макарова. Понятное дело, что с таким оружием возможна охота на крупного зверя (оленя, кабана и прочее).

Источник

Как измерить энергию пули

94 Дж, что и требовалось найти.

Как самому измерить предел прочности древесины .
Тут есть два сравнительно простых метода:
1-й метод.
Это взять шарик мелкого радиуса ( например от пневматики r = 2.25 мм) и приложить к нему такой вес, при котором он начнет вдавливаться в доску и вдавится туда на свой диаметр:. Вес — N запомнить и подставить в формулу: P=9.81×N÷(πr^2)
Если большой вес взять негде, то можно уменьшить тестовый радиус r до подходящих величин, но при очень мелком радиусе

0.5:.0.8 мм начнет падать точность измерений из-за локальной неоднородности древесины.
В моей испытательной доске (про которую писал здесь https://forum.guns.ru/forummessage/131/1246970-0.html ) после расчета, давление предельной прочности составило: P

65.7 MПа, откуда для моей доски E= 657 x 7.85 x L
Или Е= 5157 x L после этого? подставив глубину вмятины от шарика в 0.016 метра получаем энергию АКБС Магнум = 82.51 Дж. ну вот как-то так. ::Про энергетику У+ ваще молчу 36.1 Дж )
Расчет для пневматики МР-651 ( по глубине дырки 3.6 мм) дает энергетику в 3.76 Дж. ( т.е. глубина дырки в мм приблизительно совпадает с энергетикой в Дж). про глубину в 35мм от ГХ1250 молчим.

2-й метод.
Это если уже есть образцовый пистолет с уже известной энергетикой или скоростью пули (например пневматический ).
Рассчитать можно будет по формуле : E=(e×R^2×L)/(r^2×l)
Где: e- известная энергетика тестового пистолета, r — радиус его пули, l — глубина проникновения пули в доску.
R — радиус пули измеряемого пистолета, L — глубина проникновения пули измеряемого пистолета в туже доску ну а E- искомая энергетика измеряемого пистолета.

Ограничения и неточности метода ‘сосновой доски’
Метод точно работает только на твердых пулях ( с твердостью больше чем твердость древесины:. свинец и резина тут не очень . но . получаемые результаты будут чуть-чуть занижены :. Реальная энергетика мягкой пули будет процентов на 10 — 15 больше).
Для измерений желательно брать однородную древесину, без явно выраженных годичных колец , а если с кольцами, то расстояние между колец должно быть меньше диаметра пули.
Саму доску брать такой толщины, чтоб не было сквозного прострела и даже ращепления с обратной стороны.
Попадание пули в доску должно быть строго перпендикулярно.( ну или стараться так )

Источник