Projektil - Projectile

Et projektil

Et projektil er et missil, der drives af udøvelse af en kraft, der får lov til at bevæge sig frit under påvirkning af tyngdekraften og luftmodstanden . Selvom alle objekter i bevægelse gennem rummet er projektiler, findes de almindeligvis i krigsførelse og sport (f.eks. En kastet baseball , sparket fodbold , affyret kugle , skudt pil , sten frigivet fra katapult ).

I ballistik matematiske bevægelsesligninger bruges til at analysere projektilvåben baner gennem lancering, flyvning , og virkningen .

Motiv kraft

Projektil- og patronhylster til det massive Schwerer Gustav -artilleristykke fra Anden Verdenskrig . De fleste projektilvåben bruger komprimering eller ekspansion af gasser som deres drivkraft.

Blowguns og pneumatiske rifler bruger komprimerede gasser, mens de fleste andre kanoner og kanoner udnytter ekspanderende gasser frigivet ved pludselige kemiske reaktioner fra drivmidler som røgfrit pulver . Letgaskanoner bruger en kombination af disse mekanismer.

Railguns udnytte elektromagnetiske felter for at tilvejebringe en konstant acceleration langs hele længden af indretningen, hvilket øger mundingshastighed .

Nogle projektiler giver fremdrift under flyvning ved hjælp af en raketmotor eller jetmotor . I militær terminologi er en raket ledet , mens et missil bliver guidet . Bemærk de to betydninger af "raket" (våben og motor): en ICBM er et guidet missil med en raketmotor.

En eksplosion, uanset om det er med et våben eller ej, får affaldet til at fungere som flere højhastigheds -projektiler. Et eksplosivt våben eller en anordning kan også være designet til at producere mange højhastigheds-projektiler ved brud på kabinettet, disse er korrekt betegnet fragmenter .

Leveringsprojektiler

Mange projektiler, f.eks. Skaller , kan bære en eksplosiv ladning eller et andet kemisk eller biologisk stof. Bortset fra eksplosiv nyttelast kan et projektil være designet til at forårsage særlig skade, f.eks. Brand (se også tidlige termiske våben ) eller forgiftning (se også pilgif ).

Sports projektiler

Boldhastigheder på 169 km/t er blevet registreret i baseball .

I projektilbevægelse er den vigtigste kraft, der påføres 'projektilet', drivkraften, i dette tilfælde er drivkræfterne musklerne, der virker på bolden for at få den til at bevæge sig, og jo stærkere kraften påføres, desto mere fremdrivningskraft, som betyder, at projektilet (bolden) vil rejse længere. Se pitching , bowling .

Kinetiske projektiler

Et projektil, der ikke indeholder en eksplosiv ladning eller nogen anden form for nyttelast, betegnes et kinetisk projektil , kinetisk energivåben , kinetisk energi sprænghoved , kinetisk sprænghoved , kinetisk dræbekøretøj eller kinetisk penetrator . Typiske kinetiske energivåben er stumpe projektiler såsom sten og runde skud , spidse såsom pile og noget spidse, såsom kugler . Blandt projektiler, der ikke indeholder sprængstoffer er dem lanceret fra railguns , coilguns og masse chauffører samt kinetisk energi penetrators . Alle disse våben virker ved at opnå en høj mundingshastighed , eller starthastighed, generelt op til hyperhastighed , og støder sammen med deres mål, omdannelse af den kinetiske energi er forbundet med den relative hastighed mellem de to objekter til destruktive chokbølger og varme. Andre typer kinetiske våben accelereres over tid af en raketmotor eller af tyngdekraften. I begge tilfælde er det denne kinetiske energi, der ødelægger sit mål.

Nogle kinetiske våben til målretning af objekter i rumfart er antisatellitvåben og anti-ballistiske missiler . Da for at nå et objekt i kredsløb er det nødvendigt at opnå en ekstremt høj hastighed, er deres frigivne kinetiske energi alene nok til at ødelægge deres mål; sprængstof er ikke nødvendig. For eksempel: TNT -energien er 4,6 MJ/kg, og energien fra et kinetisk dræbende køretøj med en lukkehastighed på 10 km/s (22.000 mph) er 50 MJ/kg. Til sammenligning  svarer 50 MJ til kinetisk energi fra en skolebus, der vejer 5 tons, og kører med 509 km/t (316 mph; 141 m/s). Dette sparer dyr vægt, og der er ingen detonation, der skal præcist times. Denne metode kræver imidlertid direkte kontakt med målet, hvilket kræver en mere præcis bane . Nogle hit-to-kill sprænghoveder er desuden udstyret med et eksplosivt, retningsbestemt sprænghoved for at øge sandsynligheden for drab (f.eks. Israelsk Arrow- missil eller US Patriot PAC-3 ).

Med hensyn til anti-missilvåben har Arrow-missilet og MIM-104 Patriot PAC-2 sprængstoffer, mens Kinetic Energy Interceptor (KEI), Lightweight Exo-Atmospheric Projectile (LEAP, brugt i Aegis BMDS ) og THAAD ikke ( se missilforsvarsagentur ).

Et kinetisk projektil kan også tabes fra fly. Dette anvendes ved at udskifte sprængstoffet i en almindelig bombe med et ikke-eksplosivt materiale (f.eks. Beton) til et præcisionshit med mindre kollateral skade . En typisk bombe har en masse på 900 kg (2.000 lb) og en slaghastighed på 800 km/t (500 mph). Det anvendes også til træning af at smide en bombe med sprængstof. [1] Denne metode er blevet brugt i Operation Iraqi Freedom og de efterfølgende militære operationer i Irak ved at parre betonfyldte træningsbomber med JDAM GPS- guidekit, til at angribe køretøjer og andre relativt "bløde" mål, der er placeret for tæt på civile strukturer til brug af konventionelle højeksplosive bomber.

En Prompt Global Strike kan bruge et kinetisk våben. Et kinetisk bombardement kan involvere et projektil faldet fra Jordens kredsløb.

Et hypotetisk kinetisk våben, der bevæger sig med en betydelig brøkdel af lysets hastighed, normalt fundet i science fiction, betegnes som et relativistisk dræbebil (RKV).

Kabelforbundne projektiler

Nogle projektiler forbliver forbundet med et kabel til affyringsudstyret efter at have lanceret det:

• til vejledning: trådstyret missil (rækkevidde op til 4.000 meter eller 13.000 fod)
• at administrere et elektrisk stød, som i tilfælde af en Taser (rækkevidde op til 10,6 meter eller 35 fod); to projektiler skydes samtidigt, hver med et kabel.
• at gøre en forbindelse med målet, enten til at trække mod launcher, som med en hvalfangst harpun , eller at trække launcher til målet, som kæmper krog gør.
• Bolo haglgevær ammunition

Typiske projektilhastigheder

Bevægelsesligninger

Et objekt, der projiceres i en vinkel mod vandret, har både de lodrette og vandrette komponenter af hastighed. Den lodrette komponent af hastigheden på y-aksen er angivet som mens den vandrette komponent af hastigheden er . Der er forskellige beregninger for projektiler i en bestemt vinkel : ${\ displaystyle V_ {y} = U \ sin \ theta}$${\ displaystyle V_ {x} = U \ cos \ theta}$${\ displaystyle \ theta}$

1. Tid til at nå maksimal højde. Det symboliseres som ( ), hvilket er den tid, det tager for projektilet at nå den maksimale højde fra projektionsplanet. Matematisk er det givet som hvor = acceleration på grund af tyngdekraften (app 9,81 m/s²), = starthastighed (m/s) og = vinkel foretaget af projektilet med den vandrette akse. ${\ displaystyle t}$${\ displaystyle t = U \ sin \ theta /g}$${\ displaystyle g}$${\ displaystyle U}$${\ displaystyle \ theta}$

2. Flyvetid ( ): dette er den samlede tid, det tager for projektilet at falde tilbage til det samme fly, som det blev projiceret fra. Matematisk er det givet som . ${\ displaystyle T}$${\ displaystyle T = 2U \ sin \ theta /g}$

3. Maksimal højde ( ): dette er den maksimale højde, der opnås af projektilet ELLER den maksimale forskydning på den lodrette akse (y-akse), der er dækket af projektilet. Det er givet som . ${\ displaystyle H}$${\ displaystyle H = U ^{2} \ sin ^{2} \ theta /2g}$

4. Område ( ): Et projektils rækkevidde er den vandrette afstand, der dækkes (på x-aksen) af projektilet. Matematisk, . The Range er maksimum, når vinkel = 45 °, dvs. . ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle R = U^{2} \ sin 2 \ theta /g}$${\ displaystyle \ theta}$${\ displaystyle \ sin 2 \ theta = 1}$

Se også

• Atlatl
• Ballistik
• Krudt
• Kugle
• Slagdybde
• Kinetisk bombardement
• Skal (projektil)
• Projektilpunkt
• Projektil brug af dyr
• Pil
• Dart
• Missil
• Slyngeammunition
• Spyd
• Torpedo
• Rækkevidde af et projektil
• Pladsaffald
• Bane af et projektil

Noter

Referencer

• Heidi Knecht (29. juni 2013). Projektil teknologi . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-1851-2.

eksterne links

• Open Source Physics computermodel
• Projektil bevægelsesapplet
• Endnu et projektil Motion Applet