Как измерить джоули в пневматике

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.

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

До 3 Дж, без указания калибра

До 3 Дж, кал. 6-8 мм

3,5 Дж, кал. 10 мм

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

До 25 Дж, любого калибра

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

Свыше 25 Дж

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:

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

Много ли 3 джоуля для пневматики или определение дульной энергии за 5 минут

Определение силы выстрела из пневматики

Сравнение мощности пневматических образцов

Формула расчета дульной энергии

Расчет дульной энергии (ДЭ) пневматики выполняется по формуле:

Для получения ДЭ необходимо массу снаряда (кг) умножить на начальную скорость (м/с), возведенную в квадрат, затем поделить полученное значение на 2.

Примеры вычисления

Чем тяжелее пулька и быстрее она вылетает из ствола, тем выше мощность. Однако, стоит учитывать квадрат НС: разгон пульки в 2 раза увеличит значение ее энергетики не в 2, а в 4 раза, и наоборот.

Пример 1. Стрельба велась из пневматической винтовки калибром 4,5 мм. Масса снаряда – 0,68 гр. Показания хронометра – 310 м/с.

E = (0.68 × (310×310)/2000 = 32.67 ед.

Пример 2. Выпущена эта же пулька. Скорость оказалась в 2 раза меньше – 155 м/с.

E = (0.68 × (155×155)/2000 = 8.17 ед.

ДЭ оказалась в 4 раза ниже, чем в примере 1. Если бы НС упала в 3 раза, то убойность пули оказалась бы ниже в 9 раз.

Как узнать сколько Джоулей у пневматики, а затем определить третью переменную? Чтобы рассчитать примерную начальную скорость достаточно знать массу боеприпаса и дульную энергию. Вычислить вес пульки также просто – отталкиваться от двух других значений. Для удобства, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Для наглядности, ниже приведена таблица с примерами расчетов каждой переменной.

Результаты стрельбы могут не стыковаться с теорией. Сложно предугадать, как поведет себя пулька после вылета из канала ствола.

Стрельба из пистолета 3 Дж по человеку– больно ли

Насколько это больно? По отзывам владельцев пистолетов, ощущения неприятные: на коже остаются синяки и небольшие гематомы. Однако, проверять возможности пистолета на себе или других не стоит. Риск получения серьезной травмы (например, при попадании в глаза) или летального исхода остается.

Пробивная способность газобаллонных изделий

Большинство пистолетов мощностью до 3 единиц стреляют от баллончиков CO2. Проникающая способность зависит от нескольких факторов:

Тонкую деревянную доску газобаллонные короткостволы не пробьют. На это способны пневматические винтовки 7,5 Джоулей и более, например, пружинно-поршневого типа.

Заключение

Пистолеты и винтовки в 3 Джоуля не имеют отношения к оружию, продаются без лицензии. По ДЭ изделия классифицируются как маломощные. На рынке преимущественно представлены в газобаллонном исполнении. При выстреле по человеку, пулька не причинит ему существенного вреда – низкая убойность. Однако, применение «воздушек» для самообороны запрещено законом.

Как посчитать дульную энергию пневматики? Достаточно знать массу и НС пульки. Вес указан на коробке с боеприпасами, а второе значение вычисляется стрельбой через хронограф. Некоторые приборы сами подсчитывают дульную энергию пули. Можно взять данные из технического паспорта изделия, но расчеты будут грубыми. Пользователь может определить любую из трех переменных. С онлайн-калькулятором это делается быстрее.

Источник

Подсчет энергии,скорости

Кинетическая энергия ― это произведение массы тела на скорость, возведенную в квадрат, и все это делим на 2. При этом в формуле масса должна быть указана в килограммах, а скорость в метрах в секунду. Энергия ― это возможность тела совершить работу.

Стандартная формула для кинетической энергии движущегося тела, в нашем случае движущимся телом является пуля.

Чем больше масса и скорость, тем больше энергия, причем можно заметить, что связь не совсем линейная. Смотрите. Если нам удастся разогнать до той же скорости пулю массой в 2 раза больше, то это будет говорить о том, что энергия этой пули в 2 раза больше. А если та же самая пуля полетит со скоростью в 2 раза быстрее, то это будет говорить о том, что ее энергия в 4 раза больше, а не в 2 ― за счет квадрата скорости.

А) К примеру в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 300 м/с ― какая энергия у этой пули?

E = (1,175 х (300х300))/2000 = 52,88 джоулей

делим на 2000 так как масса пули в формуле должна быть в килограммах, а мы вписали значение в граммах для удобства

Б) в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 265 м/с

E = (1,175х(265х265))/2000 = 41,26 джоулей

В) в калибре 5,5мм винтовка выпустила тяжелую пулю массой 1,175г с начальной скоростью 150 м/с

E = (1,175x150x150)/2000 = 13,22 джоулей ― как раз ровно в 4 раза меньше, чем 52,88 (энергия при скорости в 300м/с), то есть снизив скорость в 2 раза, энергия той же пули станет в 4 раза меньше. Увеличили скорость в 2 раза, энергия этой же пули увеличится в 4 раза. Увеличили скорость в 3 раза, энергия вырастет в 9 раз.

Источник

От чего зависит мощность выстрела пневматики

Затрагивая тему мощности или силы выстрела, необходимо отделить эти понятия от физических величин. Из школьных курсов нам известно, что первая переменная выражается в Ваттах, вторая — в Ньютонах. В каждом случае участвует вес тела и его скорость. Однако в оружейном производстве принято использовать силу начальной кинетический (дульной) энергии, которая выражается в Джоулях.

Из формулы Е=1/2*m*v^2 видно, что основополагающими параметрами выступают скорость и масса снаряда. Поскольку вес пули всегда остается неизменным, зависящим от калибра, то эту величину можно считать постоянной.

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.

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.

Расчет дульной энергии пневматики

Она равна произведению половины массы на квадрат скорости: E=1/2*m*v^2, где m – вес, v – начальная скорость.

Для того чтобы узнать мощность пневматической винтовки или пистолета, необходимо знать калибр дроби и скорость ее вылета. С первым параметром все ясно, так как производители указывают вес пулек на упаковках. Для вычисления скорости потребуется хронограф. Существуют электронные модели, которые выдают результат уже в джоулях. Поэтому владельцу даже не потребуется выполнять расчет самостоятельно. При отсутствии нужного инструмента в качестве параметра можно использовать заявленную производителем скорость. Ее часто указывают в техническом паспорте изделия. Владельцу лишь остается подставить нужные цифры и получить конечный результат.

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:

Классификация пневматики по энергии

До 3 Дж, без указания калибра

Такие ружья и пистолеты больше используют для развлечения и отработки меткости стрельбы. Они не обладают убойной силой и не способны нанести существенного вреда человеку. Для его покупки не требуется получение разрешения, поэтому оно находится в свободной продаже.

До 3 Дж, кал. 6-8 мм

3,5 Дж, кал. 10 мм

до 7,5 Дж, кал. 4,5 мм

14 Дж, кал. 17,3 мм

Оружие, обладающее дульной энергией 14 Дж, относится к категории спортивного снаряжения. Используется для тренировки и участия в соревнованиях.

До 25 Дж, любого калибра

Длина ствола и дульная скорость

Фото Андрея Таланова

Я попытался выяснить, в какой пропорции распределяются эти потери, но в отечественной охотничьей литературе я ничего не нашел по внутренней баллистике дробового выстрела, кроме книги Н.А. Изметинского и Л.Е. Михайлова «Ижевские ружья», (Ижевск,1995), в которой, кстати, так же этот вопрос не решен.

Правда, имеются труды по внутренней баллистике орудий, например, у И.П. Граве, Н.Ф. Дроздова, М.Е. Серебрякова и других. К сожалению, строгого аналитического решения задачи внутренней баллистики нет и, как утверждают указанные авторы, и быть не может ввиду сложности пиродинамических процессов при выстреле. Однако очень хотелось хотя бы приближенно решить такую задачу.

Наконец, я наткнулся на книгу Дж. Корнера «Внутренняя баллистика орудий», (М, 1953), в которой было дано приблизительное аналитическое решение этой задачи. По его формулам, зная силу пороха и скорость его горения, можно было найти такие параметры, как максимум давления пороха, давление пороха в конце горения и их расстояния от дульного среза, а также дульное давление. Кроме того, в этих же точках могли быть найдены и скорости снаряда.

К сожалению, решение давалось без учета сил сопротивления, что не давало окончательного решения. После соответствующих попыток все же удалось найти приемлемое техническое решение. Общий баланс энергии выглядит следующим образом: кинетическая энергия снаряда составляет 30%, потери от трения скольжения равны 26, на аэродинамическое сопротивление тратится 20 и с теплом пороховых газов уходит 25% энергии.

А то, что это торможение действительно существенно, то вся внешняя баллистика снарядов, мин и пуль только тем и занимается, что исследует влияние на полет снаряда сопротивление воздуха в открытом пространстве и ускорение силы тяжести. Сопротивление же снаряда в полузамкнутом канале ствола возрастает раз в пять.

Увеличение длины ствола в какой-то мере способствует увеличению дульной скорости снаряда лишь до тех пор, пока сила пороховых газов превышает торможение. Но после наступления максимума дульной скорости происходит ее спад вплоть до полной остановки снаряда в стволе.

А теперь немного не в тему. Мои приятели-охотники задали мне вопрос: «Какая пуля эффективнее, тяжелая или легкая?» С ходу я ничего не смог ответить, но после некоторых расчетов получилось следующее. Если сравнить две круглые пули с одинаковыми диаметрами 18 мм, но разными массами, 35 г и 30 г (отношение масс 1,17), скорости которых равны 400 м/с и 432 м/с соответственно (чтобы выполнялось равенство начальных кинетических энергий), то на расстоянии 120 м их скорости сравняются, но кинетическая энергия пули 35 г будет, естественно, выше, чем пуля 30 г.

Но легкая пуля на всем протяжении имеет большую скорость и, следовательно, меньшее время полета и меньшее снижение траектории полета пули. Это снижение на расстоянии 120 м у тяжелой пули составляет 73 см, а у легкой – 68 см. Выигрыш всего 5 см. Для пуль другого типа, если они отличаются только массой, будут другие цифры, но конечный результат будет аналогичен – легкая пуля с каждым метром полета будет уступать более тяжелой пуле.

Если массы пуль отличаются в меньшей степени, то выигрыш и потери будут незначительны. Например, пули Рубейкина, выточенные из латуни (плотность 8,6 кг/дм3) и из стали (плотность 7,8 кг/дм3), будут иметь отношение масс 1,1, так что их можно считать одинаковыми, но стоимость латуни значительно выше. Так что решайте сами, какие пули изготавливать и применять!

Источник

Классификация по дульной энергии или разрешенная пневматика в России

Классификация пневматики по дульной энергии

Федеральный закон «Об оружии» устанавливает порядок использования пневматических пистолетов и винтовок по силе дульного выстрела. Устройства с энергией выстрела до 3 Дж предназначены для развлекательной стрельбы.

«Воздушка» со значением мощности в пределах от 3 до 7,5 Дж относится законом к спортивным устройствам. В редких случаях, могут использоваться для охоты на грызунов и птиц.

Пневматику с энергией выстрела свыше 7,5 Дж, ФЗ «Об оружии» относит к устройствам для охоты и профессионального стрелкового спорта.

Дульная энергия и закон: когда нужна лицензия

Влияет ли калибр на необходимость получения разрешения

От калибра «воздушки» тоже зависит, потребуется ли оформление лицензии. Действующим законодательством на модели до 3 Дж не установлены ограничения по диаметру ствола. На пистолеты и винтовки от 3 до 7,5 Дж не требуется разрешительных документов, если калибр не превышает 4,5 мм.

В основном лицензионные модели пневматики представлены на рынке в 3 калибрах:

Иногда попадаются на глаза PCP винтовки (с предварительной накачкой) с диаметром ствола 7,62 мм (.30 cal) и 9 мм (.35 cal).

Самая мощная «воздушка» в мире

Когда поклонники «воздушек» на форумах упоминают фирмы Hatsan или Diana, у них сразу возникают ассоциации, что речь идет о винтовках класса «magnum». Да, турки и немцы изготавливают хорошие пистолеты и винтовки, пробивающие навылет оцинкованные ведра (с усиленной пружиной). Однако, это не самые мощные образцы.

Таблица с примерными расчетами дульной энергии

Пора определить ориентировочную энергию выстрела:

E = (0.50 × (125×125)/2000 = 3.91 Дж.

Вычисление дульной энергии (Дж)

Из данных таблицы следует 2 вывода:

Рекомендации

Источник