Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет geladen ([info]geladen)
@ 2021-04-07 19:33:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Музыка:https://www.youtube.com/watch?v=ABLT6hdgEek
Entry tags:баллистика, внешняя баллистика, возликуй зануда, ликбез, о погоде, что такое сало

как летают пули 8 (а теперь – о погоде) – 8.1 о чём вообще речь
Что блогиры, расслабились? Забыли уже было, небось не ожидали?

***

Как, должно быть, известно каждому, кто смотрел фильмы или читал художественную литературу про войну, Настоящий Снайпер тем и отличается от шутейного, что постоянно делает Поправку на погодные условия, или, как называем это мы, учоные – ПОПОУС.

В предыдущих выпусках нашего альманаха мы уже касались некоторых проявлений капризной атмосферы (снос по ветру, влияние температуры на начальную скорость). В сегодняшнем же выпуске мы пропустим через Стальную Мясорубку Понимания все без исключения цифры, которые поминаются в прогнозах погоды, попытаемся разобраться как и на что они влияют, и понять что из этого важно на практике, где, и когда.

Путь к Познанию мы начнём с примера. В местах откуда был родом герой-снайпер Семён Данилович Номоконов, в Благословенном Забайкалье, на берегу реки Каренга, стоит село Тунгокочен. В селе Тунгокочен стоит метеостанция и даёт показания [1].

Например, 27 июня 2010 года, около трёх часов пополудни, термометр метеостанции Тунгокочен показывал +36.4°С, а барометр – 908.7 гПа. Для контраста, 24 декабря того же года в 9 утра отчаянного метеоролога за бортом встречали -46.3°С и 934.2 гПа соответственно.

Если бы в эти дни пытливый стрелок решил, в память о великом Номоконове, жахнуть на дальнюю дистанцию из винтовки Мосина обр. 1891/30 г. пулей обр. 1908 г., траектории летом и зимой были бы радикально разные:



Опытный метеоролог на этом этапе, должно быть, возмутится, дескать, "карты подтасованы". Забайкалье зимой лежит бочком в Сибирском антициклоне, а летом порой страдает Азиатской депрессией. В сочетании с дикими сезонными амплитудами колебаний температуры, свойственными резко континентальному климату, график выше – один из самых экстремальных вариантов для стрельбы на всей сколь-нибудь обитаемой поверхности планеты.

Но этот "экстремальный" график уже позволяет нам сделать первые заключения:

Вывод №1: Влияние атмосферных факторов, малозначительное до 200 м, резко растёт с расстоянием. Иными словами, чем дальше стреляем, тем точнее надо знать атмосферные условия.

Вывод №2: Если не учитывать атмосферу, в некоторых случаях уже начиная с 400 м дистанции можно запросто вылететь из грудной мишени, а начиная с 300 – из убойной зоны средней и крупной дичи.

За менее экстремальными примерами, переместимся в менее экстремальные местности. Климат Сиона, швейцарского города (не путать с еврейским холмиком), расположенного в ледниковой долине Роны, считается одним из самых приятных во всей центральной Европе: солнечная погода, то и дело вызревающие вина и фрукты, мягкие зимы, и гребни Альп, аккуратно закрывающие город от грозовых фронтов со всех сторон. Или другой пример: Канны, где кинофестиваль – городок на средиземноморском побережье Франции, известный чем угодно, но никак не суровым климатом.

23 февраля 2017 года, в 6 часов утра в Сионе было прохладно, +0.5°С при 959.8 гПа атмосферного давления. После обеда, к четырём пополудни, потеплело до 20.5°С, а давление упало до 949.9 гПа. Ровно за 5 лет до того, в День Советской Армии и Военно-Морского Флота 2012 г., в Каннах наблюдалась очень схожая картина: 07:00 – -3.6°С, 1013.6 гПа / 15:00 – +21.6°С, 1011.7 гПа. Подобные скачки погодных условий для тех мест – явления достаточно редкие, но не исключительные.

Возьмись кто-нибудь пострелять там в эти дни из замечательного карабина К31 (а зная сионцев – наверняка стреляли), разница в утренней и вечерней траектории выглядела бы примерно так:



Обрати внимание, дорогой читатель, на тонкую линию "+1 km alt." – она отражает разницу траектории для того же оружия между стрельбой на высоте 500 и 1500 м в стандартной атмосфере.

Напрашиваются выводы:

Вывод №3: Даже в спокойном и мягком климате нужно обязательно делать ПОПОУС. Потенциальная ошибка может стать значительной уже на средних дистанциях, а на дальних же, неучёт атмосферы означает гарантированный промах.

Вывод №4: Бытует мнение, что атмосферные условия нужно учитывать только при стрельбе в горах. Это ошибка, жизнь в низине от ПОПОУС не освобождает. Даже просто смена погоды в течение одного и того же дня в одном и том же месте может оказать на траекторию значительно большее влияние, чем подъём в горы на километр высоты.

______________________
[1] Источником метеорологической информации для этого выпуска нашего альманаха послужили данные Национального управления океанических и атмосферных исследований США (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA), опубликованные в рамках проекта Integrated Surface Database (ISD): https://www.ncdc.noaa.gov/isd
Граждане собирают все достоверные данные синоптических наблюдений, до которых только могут дотянуться, приводят их к единому формату, и выкладывают в публичном доступе. Самые старые записи в базе данных датируются 1901 г., а на сегодняшний день имеется более 14 тысяч активных метеостанций, разбросанных по всей поверхности нашей планеты, данные с которых ежедневно пополняют архив. Титаническое и очень полезное дело делают товарищи из NOAA на деньги налогоплательщиков США, огромное им всем за это спасибо! В частности, чтобы порадовать сегодня тебя, дорогой читатель, красочными и понятными иллюстрациями, из ISD было извлечено и проанализировано более 300 ГБ данных, представляющих собой результаты 10 лет (2009-2018) всемирных метеонаблюдений.



(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)


[info]geladen
2021-04-11 04:13 (ссылка)
а я не понял вопроса, и принял его за издевательство.

ответ: нет. пули не летают по спирали.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-11 04:51 (ссылка)
Известно экспериментально, что кончик пули рыщет на несколько градусов по сложной траектории. Есть поверье, что из-за этого пуля летит по спирали. Кто-то утверждал, что из-за затухания, видимо, этого рыскания кучность даже увеличивается, например, на 300 м по сравнению с 250 м (цифры не помню уже, калибр тоже).

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]geladen
2021-04-11 15:20 (ссылка)
ааа... понял о чём вы. дада, есть такое.
оно летит не по спирали, просто выписывает интересные движения вокруг центра тяжести.
поиск по прецессия нутация или bullet pitch yaw всё расскажет.

улучшение кучности с дистанцией -- расхожий миф, для этого нет никаких физических причин.
я лично для себя подобные байки объясняю не самой лучшей оптикой, которая даёт бóльшую ошибку параллакса на близких дистанциях.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-11 16:54 (ссылка)
Давай на ты.

Поискал, почитал, спасибо. Особенно здесь: http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/index.htm

Допустим, что прецессия доминирует над нутацией. Возьмём такой пример: http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig20.htm - отклонение до 13 градусов. При любом отклонении появляется подъёмная сила, не так ли? Она отклоняет пулю перпендикулярно потоку воздуха. Значит, пуля должна лететь по спирали относительно траектории, этой эффект не учитыващий.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]geladen
2021-04-13 20:25 (ссылка)
давай!

на счёт спирали, я подумал, наверное ты прав, должна эта хрень наблюдаться.

считалки 6DOF у меня под рукой нет (и не было), поэтому размах явления оценить затрудняюсь. но, судя по тому, что чуваки в вопрос вникавшие (из быстродоступных -- McCoy, Litz, да и тот же Nennstiel) на спиральной теме внимание не заостряют, полагаю, что речь идёт о мизере.

неннштиль упоминает [для другой пули] полузатухание амплитуды прецессии на первых 60 м траектории, *очень* сомневаюсь, что далее 100 м эффект сколь-нибудь заметен в терминах любительского измерения кучности.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-15 03:02 (ссылка)
Кажется, я понял, как оценить это смещение. Из-за гироскопичности на дальней дистанции, когда пуля уже стабилизировалась и прецессия и нутация сошли на нет, продольная ось пули всегда отклонена на т.н. yaw of response. Вот картинка и график:
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig24.htm
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig25.htm
Примем, что на первой тысяче метров это в среднем 1 минута.

Из-за этого отклонения возникает подъёмная сила, и пуля смещается в полёте. Это называют spin drift, и приводят замеры здесь:
https://en.wikipedia.org/wiki/External_ballistics#Gyroscopic_drift_(Spin_drift)
Для М118 смещение на 1000 м - 30 см, но это какая-то снайперская пуля, поэтому возьмём 1 м смещения для М80 или аналогичной АР-пули. Это 1 мм/м бокового смещения на 1 минуту угла рыскания.

Будем считать, что подъёмная сила линейна зависит от угла. Угол прецессии для М80 и для АР-пули возьмём отсюда:
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig21.htm
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig20.htm
На 60 м (= 8000 калибров) с виду градус-полтора остаётся прецессии для М80, и примерно 10 градусов для АР. Возьмём 50 минут на 100 м для М80 и 250 минут (5.1 градуса) для АР. Боковое смещение тогда получается 50 мм/м для М80 и 250 мм/м для АР на 100 м.

Из тех же рисунков видно, что М80 делает 4 прецессионных оборота на 60 м, АР - 7 оборотов. Один такой круг в плоскости, перпендикулярной траектории М80 проходит за 60/4 = 15 м, АР - за 60/7 = 8.5 м. На этих интервалах пуля М80 сместится на 50*15 = 750 мм, АР - на 2125 мм. Радиусы кругов с такими длинами окружности - 12 cм и 34 см.

В принципе, 12 см - должно быть среднее отклонение от "центральной" траектории стандартной 7.62 мм пули. А отклонение на полувитке "спирали" - 24 см, т.е. если отодвинуть мишень с 100 м на 117.5 м, группа должна уйти на 24 см. Но... чота многа получается, где-то ашипка.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]geladen
2021-04-15 03:36 (ссылка)
ошибок там походу много.
я тут в уголке втихую поднял маккоя, так у него этот самый epicyclic swerve идёт отдельным членом дифура. стр. 243 (Robert McCoy, Modern Exterior Ballistics, если сходу не найдётся, могу поделиться пдфом).
а лиц погонял 6DOF именно на интересующую нас тему, тут результат: https://appliedballisticsllc.com/2019/11/08/epicyclic-swerve/

и там
"As illustrated in the example above, one cannot expect a large (greater than 1 caliber) radius for the corkscrew because the bullet just doesn’t have the lift."
а также
"The phenomenon of smaller angular groups at longer ranges was not disproven. The only thing I’ve shown is that if the phenomenon actually happens, epicyclic swerve is not the cause of it."

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-20 14:59 (ссылка)
Вроде, ошибка может быть только в линейности лифта.

Теория - это хорошо, но специалисты могли бы и экспериментально замерить это смещение. Всего-то надо допплеровским радаром померить перпендикулярно траектории, и проинтегрировать осцилляции.

Может, не хватает чувствительности радаров? Давай прикинем, какая она должна быть. Допустим, диаметр спирали - 1 мм, и полувиток проходится за 10 м траектории, т.е. за 10 м / 1000 м/с = 0.01 с, со средней тангенциальной скоростью 0.001 м / 0.01 с = 0.1 м/с. Значит, чувствительность радара должна быть на уровне < 0.1 м/с, а частота дискретизации > 100 Гц.

Пролистал вот мануал на единственный (вроде бы) доступный для любителей радар: https://mylabradar.com/wp-content/uploads/2019/10/UserManual-V1.2-Labradar-EN.pdf - там частоту дискретизации при записи на sd-карту не пишут (если по табло, то герц 10 получится), но по чувствительности ясно, что не хватит.

Но даже при продольных замерах может быть видна тангенциальная составляющая, тем больше, чем траектория отклоняется от продольной оси радара. Вот, например, на излёте видны сильные колебания скорости из-за того же эффекта:
http://www.nennstiel-ruprecht.de/bullfly/fig28.htm - но на излёте там уже другой режим нестабильности может быть, ещё и при таком угле атаки.

Ещё вот фото-системы позволяют измерить явно вроде бы. Набрёл на статью: Measurement of bullet impact conditions using automated in-flight photography system от 2017 года. Там пишут ... velocity profile results in a straight line, with slight deviations less than 1 mm, but always in the direction of the orientation vector (which is expected due to lift known as epicyclic swerve), но я не понял, это прямое измерение или косвенное. И калибр там 5.56 мм, а по Неннштилю там нутация сильно усредняет прецессию, мне кажется.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]geladen
2021-04-20 18:01 (ссылка)
я вообще-то сомневаюсь в практической необходимости / пользе от таких экзерсисов. но если браться за дело "просто по приколу", допплер навряд ли может ответить на вопрос.

для начала, про лабрадар можно сразу забыть – я с ним мощно игрался (и продолжаю), с целью получить измерения баллистического коэффициента (что в достаточной степени получилось), но для того, о чём мы говорим, там в принципе недостаточная технология.

лабрадар – классический непрерывно транслирующий допплер, т. е. в принципе может мерить только радиальную скорость (к источнику/приёмнику или от него). всё, что оно потом пишет на карточку или показывает на экране – вычисленные значения. (кстати, трек на карточке – раз в миллисекунду, 1 kHz.)

допплер перпендикулярно траектории – тоже не выход, бо пучок узкий.

возможностей всяких ФАР и прочих 3D радаров я, честно говоря, не знаю, но сомневаюсь, что можно получить миллиметрового порядка погрешность на скоростях об 2.5 М.

Weibel, впрочем, утверждают, что их статичные SL для артиллерии умеют в "observe and measure for instance projectile spin, micro-movements, yaw, tumbling […]" но как они это делают и для каких габаритов снаряда – не уточняют, и технологическая документация по понятным причинам – конкретно не публичная.

опять-таки, как упражнение ума, я бы скорее подумал просто о высокоскоростной фото- или видеосъёмке на десятке-другом метров траектории.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-20 23:52 (ссылка)
Я думал, если пучок узкий, можно вынести подальше, метров за 300, например. Но мощности может не хватить, однако. А какая точность у лабрадара?

Собственно, лабрадар я увидел по публикации, где пытались вычислить баллистические коэффиценты: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1608/1608.06500.pdf

Фотосъёмка само собой, в той статье, что я упомянул интересный сетап, надо почитать будет.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]geladen
2021-04-21 13:48 (ссылка)
у лабрадара погрешность бывает очень разная, сильно зависит от обстановки, помех, препятствий, калибра, etc. как-то так: https://geladen.ch/en/tips-to-set-up-labradar-for-the-most-awesomest-results/

сами лабрадарцы говорят только про погрешность измерения дульной -- +/-0.1% -- но не говорят к чему эта цифра относится (полагаю, две сигмы), и не говорят откуда она берётся.

о погрешности индивидуальных точек данных в треке вообще очень трудно судить. там приводится соотношение сигнал-шум, и только.

что же до публикации "2х куртни + моррис" – копают они в правильном направлении, но недалеко, неглубоко, и с инженерной точки зрения – совершенно несостоятельно. это едва ли уровень студента-первокурсника, курсовая "на отъебись".

основная проблема там – с оценкой погрешности. 100/SNR вообще не имеет никакого физического смысла, откуда взялось – неясно. вообще, очевидно (чисто по основному уравнению радара), что там SNR в децибелах.

"[...] yield an uncertainty of 2.1% in the resulting best fit slope. This propagates to approximately a 2.1% relative uncertainty in the resulting drag coefficient and ballistic coefficient of that shot" это заявление представляет собой – невнятную хуиту. Что значит "uncertainty in the best fit slope"? R^2? из этого никак не следует "uncertainty" (что это вообще в данном случае такое?) скоростей, из чего, в свою очередь, никак не следует 2.1% погрешности (опять-таки, какой?) баллистического коэффициента (для справки – замедление пропорционально квадрату скорости помноженному на плотность среды помноженному на коэффициент сопротивления формы стандартного снаряда и делённому на б.к.). т. е. подход "если околесицу нести быстро и уверенно, авось прокатит".

ну и никак не учитывается погрешность замеров атмосферы.

и вообще никак не используется информация SNR (их "best fitting" – *не взвешенные* минимальные квадраты).

в конце делаются заключения о том, что производители завышают бк, хотя, емнип, ровно те же люди устраивали замеры оптическими хронографами на первых и вторых 50 ярдах траектории, и приходили к выводу, что вначале неуспокоенные нутация и прецессия приводят к худшим баллистическим показателям, чем далее.

ну и всё такое.

в целом – пользы немного (но, тем не менее, больше, чем у всех прочих, которые насколько мне известно, этим пробовали заниматься).

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]phantom
2021-04-22 03:38 (ссылка)
А вот у weibel пишут здесь:
https://dkkn97s94if1u.cloudfront.net/wp-content/uploads/2019/12/CS-1067_Velocity-Radars_Web.pdf

The system is designed to measure velocities from 10 to 10.000 m/s with overall system accuracy typically better than +/- 0.05%.

То есть, на 1000 м/с выходит 0.5 м/с точность, маловато для измерения swerve-а, не так ли?

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -