Балістика

Балістика - це наука, яка вивчає рух снарядів та інших об'єктів, що кидаються або вистрілюються в повітря. Вона охоплює широкий спектр тем, від військової техніки до спортивної стрільби і відіграє ключову роль у розвитку як оборонних, так і цивільних технологій. У цій статті ми розглянемо основні аспекти балістики, її історію та сучасні застосування.

Історія балістики починається з винаходу перших метальних знарядь. Стародавні греки та римляни використовували катапульти та балісти для метання каміння та стріл на великі відстані. Ці пристрої вимагали знань про балістичну траєкторію польоту та сили, що діють на снаряд. З розвитком вогнепальної зброї в середні віки балістика стала ще важливішою наукою. Гармати та мушкети вимагали точних розрахунків для досягнення мети, що призвело до розвитку теоретичних засад балістики.

Внутрішня та зовнішня балістика

Балістику зазвичай ділять на дві основні категорії: внутрішню та зовнішню. Внутрішня балістика вивчає процеси, що відбуваються всередині ствола зброї до моменту, коли снаряд залишає дуло. Це включає вивчення згоряння пороху, тиску газу і початкової швидкості снаряда. Зовнішня балістика, у свою чергу, займається рухом снаряда після його вильоту зі стовбура і до моменту влучення в ціль. Тут враховуються сили гравітації, опір повітря, обертання снаряда та інші чинники, що впливають його траєкторію. Сьогодні балістика знаходить застосування у багатьох областях. У військовій сфері вона допомагає розробляти та вдосконалювати зброю, від стрілецької до артилерійської.Балістичні розрахунки дозволяють створювати ракети та снаряди з високою точністю та дальністю ураження. Крім військових цілей балістика використовується і в цивільних областях. Наприклад, у судовій балістиці експерти аналізують траєкторії куль та інших снарядів для реконструкції злочинів. У спортивній стрільбі балістика допомагає стрільцям і лучникам покращувати свої результати, надаючи дані про траєкторії та умови стрілянини.

Технологічні досягнення

Сучасні технології значно розширили можливості балістики. Комп'ютерне моделювання та симуляції дозволяють вченим та інженерам проводити складні розрахунки та тести без необхідності проведення реальних випробувань. Високошвидкісні камери та датчики фіксують політ снарядів з неймовірною точністю, надаючи цінні дані для аналізу. Такі досягнення допомагають створювати ефективніші та безпечніші збройові системи, а також покращують методи тренування та підготовки стрільців. Майбутнє балістики пов'язане з подальшими технологічними інноваціями та міждисциплінарними дослідженнями. Взаємодія балістики з аеродинамікою, матеріалознавством та інформатикою відкриває нові горизонти для розробки високоточних та ефективних систем. Наприклад, гіперзвукова зброя, яка розробляється нині, потребує глибокого розуміння балістики на нових рівнях. Крім того, балістика відіграє важливу роль у космічних дослідженнях, допомагаючи планувати траєкторії польоту космічних апаратів та керувати їх рухом в умовах мікрогравітації.

Балістика - це багатогранна і динамічно розвивається, яка відіграє ключову роль у різних сферах людської діяльності.Від стародавніх метальних знарядь до сучасних ракетних систем, балістика допомагає нам розуміти і керувати рухом снарядів, підвищуючи ефективність та точність їх застосування. З розвитком технологій та нових наукових відкриттів, балістика продовжить залишатися важливою областю досліджень, що відкриває нові можливості для прогресу та інновацій.

БАЛІСТИКА

БАЛІСТИКА, комплекс фізико-технічних дисциплін, що охоплюють теоретичне та експериментальне дослідження руху та кінцевого впливу метаних твердих тіл – куль, артилерійських снарядів, ракет, авіаційних бомб та космічних літальних апаратів. Балістика поділяється на: 1) внутрішню балістику, що вивчає методи приведення снаряда у рух; 2) зовнішню балістику, що вивчає рух снаряда траєкторією; 3) балістику в кінцевій точці, предметом вивчення якої є закономірності впливу снарядів на цілі, що вражаються. Розробка та проектування видів та систем балістичної зброї ґрунтуються на застосуванні математики, фізики, хімії та конструкторських досягнень для вирішення численних та складних завдань балістики. Засновником сучасної балістики прийнято вважати І. Ньютона (1643-1727). Формулюючи закони руху та розраховуючи траєкторію матеріальної точки у просторі, він спирався на математичну теорію динаміки твердого тіла, яку розробили І.Мюллер (Німеччина) та італійці Н.Фонтана та Г.Галілей у 15 та 16 ст.

Класична задача внутрішньої балістики, яка полягає у розрахунку початкової швидкості снаряда, максимального тиску у стовбурі та залежності тиску від часу, для стрілецької зброї та гармат вирішена теоретично досить повно.Що стосується сучасних артилерійських та ракетних систем – безвідкатних гармат, газових гармат, артилерійських ракет та систем з реактивною тягою, то тут відчувається потреба у додатковому уточненні балістичної теорії. Типові завдання балістики з наявністю аеродинамічних, інерційних та гравітаційних сил, що діють на снаряд або ракету в польоті, за останні роки стали складнішими. Гіперзвукові та космічні швидкості, входження носового конуса в щільні шари атмосфери, величезна довжина траєкторії, політ за межами атмосфери та міжпланетні космічні польоти – це потребує оновлення законів і теорій балістики.

Витоки балістики губляться в давнину. Найпершим її проявом було, безперечно, метання каміння доісторичною людиною. Такі попередники сучасної зброї, як цибуля, катапульта і баліста, можуть бути типовим прикладом ранніх видів застосування балістики. Прогрес у конструюванні зброї призвів до того, що в наші дні артилерійські гармати стріляють 90-кілограмовими снарядами на відстані більше 40 км, протитанкові снаряди здатні пробивати сталеву броню товщиною 50 см, а керовані ракети можуть доставити обчислювану кулю на тонну. .

Протягом багатьох років використовувалися різні способи прискорення метальних снарядів. Цибуля прискорювала стрілу за рахунок енергії, запасеної в зігнутому шматку дерева; пружинами балісти служили сухожилля тварин, що скручуються. Було випробувано електромагнітну силу, силу пари, стиснутого повітря. Однак жоден із способів не був таким успішним, як спалювання горючих речовин.

ВНУТРІШНЯ БАЛІСТИКА

Внутрішня балістика – це розділ балістики, який вивчає процеси приведення снаряда у поступальний рух. Такі процеси потребують: 1) енергії; 2) наявності робочої речовини; 3) наявності пристрою, що управляє підведенням енергії і розганяє снаряд. Пристроєм для розгону снаряда може бути гарматна система або реактивний двигун.

Стовбурові системи прискорення.

Загальна класична задача внутрішньої балістики у застосуванні до ствольних систем початкового прискорення снаряда полягає у відшуканні граничних співвідношень між характеристиками заряджання та балістичними елементами пострілу, якими в сукупності повністю визначається процес пострілу. Характеристики заряджання – це розміри порохової камори та каналу стовбура, конструкція та форма нарізів, а також маси порохового заряду, снаряда та зброї. Балістичні елементи - це тиск газу, температура пороху і порохових газів, швидкість газів і снаряда, відстань, що долається снарядом, і кількість газів, що діють в даний момент. Зброя, по суті, являє собою однотактний двигун внутрішнього згоряння, в якому снаряд рухається як вільний поршень під тиском газу, що швидко розширюється.

Тиск, що виникає внаслідок перетворення твердої паливної речовини (пороху) на газ, дуже швидко підвищується до максимального значення, що становить від 70 до 500 МПа. При просуванні снаряда каналом стовбура тиск досить швидко падає. Тривалість дії високого тиску – близько кількох мілісекунд для гвинтівки та кількох десятих часток секунди для зброї великого калібру (рис. 1).

Характеристики внутрішньої балістики стовбурової системи прискорення залежать від хімічного складу метального вибухового речовини, швидкості його горіння, форми та розміру порохового заряду та від щільності заряджання (маси порохового заряду на одиницю об'єму комори зброї). Крім того, на характеристиках системи можуть позначатися довжина стовбура зброї, об'єм порохової камори, маса та «поперечна щільність» снаряда (маса снаряда, поділена на квадрат діаметру). З точки зору внутрішньої балістики, бажана мала щільність, тому що при цьому снаряд досягає більшої швидкості.

Для утримання зброї в рівновазі під час пострілу потрібно додавати значну зовнішню силу (рис. 2). Зовнішня сила, як правило, забезпечується противідкатним механізмом, що складається з механічних пружин, гідравлічних пристроїв та газових амортизаторів, розрахованих так, щоб гасився направлений назад імпульс ствола та казенної частини із затвором зброї. (Імпульс, або кількість руху, визначається як добуток маси на швидкість; за третім законом Ньютона імпульс, сполучений зброєю, дорівнює імпульсу, що передається снаряду.)

У безвідкатній зброї не потрібно зовнішньої сили підтримки рівноваги системи, оскільки тут повне зміна імпульсу, сообщаемого всім елементам системи (газам, снаряду, стволу і казенної частини) за заданий час, дорівнює нулю. Щоб зброя не давала віддачі, імпульс газів, що рухаються вперед, і снаряда повинен дорівнювати і протилежно спрямований імпульсу газів, що рухаються назад і виходять назовні через казенну частину.

Газові гармати.

Газова гармата складається із трьох основних частин, показаних на рис.3: секції стиснення, обмежувальної секції та пускового ствола. Звичайний пороховий заряд підпалюється в каморі, що змушує поршень рухатися по стволу секції стискування і стискати газоподібний гелій, що заповнює канал ствола. Коли тиск гелію наростає до рівня, розривається діафрагма. Різкий прорив газу під високим тиском виштовхує снаряд із пускового ствола, а обмежувальна секція зупиняє поршень. Швидкості снаряда, випущеного газовою гарматою, можуть досягати 5 км/с, тоді як для звичайної зброї це максимум 2000 м/с. Вища ефективність газової гармати пояснюється малою молекулярною масою робочої речовини (гелію) і відповідно високою швидкістю звуку в гелії, що впливає на донну частину снаряда.

Реактивні системи.

Стовбурні системи розгону снаряда перестають задовольняти все зростаючим вимогам військових щодо далекобійності, скорострільності, точності стрільби та універсальності. Зусиллями науки та техніки ракетні та повітряно-реактивні двигуни досягли такої досконалості, що сучасні види балістичної зброї будуються майже виключно на реактивній тязі. Широко поширені ракетні двигуни на рідкому (ЖРД) та на твердому (РДТТ) паливі. Див. також РАКЕТУ.; РАКЕТНА ЗБРОЯ.

Реактивні пускові установки виконують переважно самі функції, як і артилерійські знаряддя. Така установка грає роль нерухомої опори і зазвичай задає початковий напрямок польоту реактивного снаряда. При пуску керованої ракети, що має, як правило, бортову систему наведення, точне наведення, необхідне при стрільбі з гармати, не потрібно.У разі некерованих ракет напрямні пускової установки повинні вивести ракету на траєкторію, що веде до мети.

ЗОВНІШНЯ БАЛІСТИКА

Зовнішня балістика займається рухом снарядів у просторі між пусковою установкою та метою. Коли снаряд наведено в рух, його центр мас прокреслює в просторі криву, яка називається траєкторією. Основне завдання зовнішньої балістики полягає в тому, щоб описати цю траєкторію, визначивши положення центру мас і просторове положення снаряда функції часу польоту (часу після запуску). Для цього потрібно вирішити систему рівнянь, в яких враховувалися б сили та моменти сил, що діють на снаряд.

Вакуумні траєкторії.

Найпростіший з окремих випадків руху снаряда – рух снаряда у вакуумі над плоскою нерухомою земною поверхнею. І тут передбачається, що у снаряд не діють жодні інші сили, крім земного тяжіння. Рівняння руху, які відповідають такому припущенню, легко вирішуються і дають траєкторію параболічної форми.

Траєкторії матеріальної точки.

Інший окремий випадок - рух матеріальної точки; тут снаряд розглядається як матеріальна точка, і враховуються його лобовий опір (сила опору повітря, що діє у зворотному напрямку по дотичній до траєкторії та сповільнює рух снаряда), сила тяжкості, швидкість обертання Землі та кривизна земної поверхні. (Обертання Землі та кривизну земної поверхні можна не враховувати, якщо час польоту траєкторією не дуже велике.) Слід сказати кілька слів про лобовий опір. Сила лобового опору D, що надається руху снаряда, дається виразом

де r - Щільність повітря, S - Площа поперечного перерізу снаряда, v - Швидкість руху, а C_D (M) – безрозмірна функція числа Маха (рівного відношенню швидкості снаряда до швидкості звуку в середовищі, в якому рухається снаряд), що називається коефіцієнтом лобового опору. Взагалі, коефіцієнт лобового опору снаряда можна визначити експериментально в аеродинамічній трубі або на випробувальному полігоні, оснащеному точним вимірювальним обладнанням. Завдання полегшується тим, що з снарядів різного діаметра коефіцієнт лобового опору однаковий, якщо вони мають однакову форму.

Теорія руху матеріальної точки (хоча в ній не враховуються багато сил, що діють на реальний снаряд) з дуже хорошим наближенням описує траєкторію ракет після припинення роботи двигуна (на пасивній ділянці траєкторії), як і траєкторію звичайних артилерійських снарядів. Тому вона широко застосовується для обчислення даних, що використовуються в системах прицілювання зброї такого роду.

Траєкторії твердого тіла.

У багатьох випадках теорія руху матеріальної точки неадекватно описує траєкторію снаряда, і доводиться розглядати його як тверде тіло, тобто. враховувати, що він не тільки рухатиметься поступово, а й обертатиметься, і братиме до уваги всі аеродинамічні сили, а не лише лобовий опір. Такого підходу вимагає, наприклад, розрахунок руху ракети з працюючим двигуном (на активній ділянці траєкторії) і будь-яких снарядів типу, випущених перпендикулярно траєкторії польоту високошвидкісного літака. У деяких випадках взагалі неможливо обійтися без уявлення про тверде тіло. Так, наприклад, для влучення в ціль необхідно, щоб снаряд був стійкий (рухав головною частиною вперед) на траєкторії.І у випадку ракет, і у разі звичайних артилерійських снарядів цього досягають двома шляхами – за допомогою хвостових стабілізаторів або за рахунок швидкого обертання снаряда навколо поздовжньої осі. Далі, говорячи про стабілізацію польоту, відзначимо деякі міркування, які не враховуються теорією матеріальної точки.

Стабілізація у вигляді хвостового оперення – це дуже проста і очевидна ідея; недарма один із найдавніших снарядів – стріла – стабілізувався у польоті саме таким способом. Коли оперений снаряд рухається з кутом атаки або нишпорення (кутом між дотичною до траєкторії і поздовжньою віссю снаряда), відмінним від нуля, площа позаду центру мас, на яку діє опір повітря, більше площі попереду центру мас. Різниця неврівноважених сил змушує снаряд повернутися навколо центру мас так, щоб цей кут став нульовим. Тут можна відзначити одну важливу обставину, яка не враховується теорією матеріальної точки. Якщо снаряд рухається з відмінним від нуля кутом атаки, то на нього діють підйомні сили, що зумовлені виникненням різниці тисків по обидва боки снаряда. (На цьому заснована здатність літака літати.)

Ідея стабілізації обертанням не така очевидна, але її можна пояснити порівнянням. Добре відомо, що якщо колесо швидко обертається, воно чинить опір спробам повернути вісь його обертання. (Прикладом може служити звичайний дзига, і це явище використовується в приладах систем керування, навігації та наведення – гіроскопах.) Найпростіший спосіб привести снаряд у обертання – нарізати в каналі ствола спіральні канавки, в які врізався б металевий пояс снаряда при розгоні снаряда , що й змушувало його обертатися.У ракетах, що стабілізуються обертанням, це досягається за допомогою кількох похилих сопел. Тут також можна назвати деякі особливості, не враховані теорією матеріальної точки. Якщо вистрілити вертикально нагору, то стабілізуюча дія обертання змусить снаряд і після досягнення верхньої точки польоту опускатися донною частиною вниз. Це, звісно, ​​небажано, тому з гармат не стріляють під кутом понад 65–70° до горизонту. Друге цікаве явище пов'язане з тим, що, як можна показати на підставі рівнянь руху, снаряд, що стабілізується обертанням, повинен летіти з відмінним від нуля кутом нутації, званим «природним». Тому такий снаряд діють сили, викликають деривацію – бічне відхилення траєкторії від площині стрільби. Одна з цих сил – сила Магнуса; саме вона викликає викривлення траєкторії «крученого» м'яча у тенісі.

Все сказане про стійкість польоту, не охоплюючи повністю явищ, що визначають політ снаряда, ілюструє складність завдання. Зазначимо лише, що у рівняннях руху необхідно враховувати багато різних явищ; до цих рівнянь входить ряд змінних аеродинамічних коефіцієнтів (типу коефіцієнта лобового опору), які мають бути відомі. Вирішення цих рівнянь – дуже трудомістка задача.

Застосування.

Застосування балістики в бойових діях передбачає розташування системи зброї в такому місці, яке дозволяло б швидко та ефективно вразити намічену мету з мінімальним ризиком для обслуговуючого персоналу. Доставка ракети або снаряда до мети зазвичай поділяється на два етапи. На першому, тактичному, етапі вибирається бойова позиція ствольної зброї та ракет наземного базування чи положення носія ракет повітряного базування.Мета повинна бути в межах радіусу доставки боєзаряду. На етапі стрільби проводиться прицілювання та здійснюється стрілянина. Для цього необхідно визначити точні координати мети щодо зброї – азимут, піднесення і дальність, а у разі мети, що рухається – і її майбутні координати з урахуванням часу польоту снаряда.

Перед стрільбою повинні вноситись поправки на зміни початкової швидкості, пов'язані зі зносом каналу стовбура, температурою пороху, відхиленнями маси снаряда і балістичних коефіцієнтів, а також поправки на погодні умови, що постійно змінюються, і пов'язані з ними зміни щільності атмосфери, швидкості і напряму вітру. Крім того, мають бути внесені поправки на деривацію снаряда та (за великої дальності) на обертання Землі.

Зі збільшенням складності та розширенням кола завдань сучасної балістики з'явилися нові технічні засоби, без яких можливості вирішення нинішніх та майбутніх балістичних завдань були б дуже обмежені.

Розрахунки навколоземних і міжпланетних орбіт і траєкторій, що враховують одночасний рух Землі, планети-мети та космічного апарату, як і вплив різних небесних тіл, були б дуже важкі без комп'ютерів. Швидкості зближення гіпершвидкісних цілей і снарядів настільки великі, що виключається рішення завдань стрільби з урахуванням звичайних таблиць і ручне завдання параметрів стрільби. В даний час дані для стрілянини з більшості систем зброї зберігаються в електронних банках даних та оперативно обробляються комп'ютерами. Вихідні команди комп'ютера автоматично приводять зброю в положення з азимутом та піднесенням, необхідним для доставки боєзаряду до мети.

Траєкторії керованих снарядів.

У разі керованих снарядів і так складна задача опису траєкторії ускладнюється тим, що до рівнянь руху твердого тіла додається система рівнянь, званих рівняннями наведення, що зв'язує відхилення снаряда від заданої траєкторії з коригуючими впливами. Суть керування польотом снаряда така. Якщо тим чи іншим шляхом з використанням рівнянь руху визначається відхилення від заданої траєкторії, то на основі рівнянь наведення для цього відхилення розраховується коригуюча дія, наприклад поворот повітряного або газового керма, зміна тяги. Ця коригувальна дія, що змінює ті чи інші члени рівнянь руху, призводить до зміни траєкторії та зменшення її відхилення від заданої. Такий процес повторюється, доки відхилення не зменшиться до прийнятного рівня.

БАЛІСТИКА В КІНЦЕВОМУ ТОЧЦІ

Балістика в кінцевій точці розглядає фізику руйнівної дії зброї на цілі, що вражаються. Її дані використовуються для вдосконалення більшості систем зброї – від гвинтівок та ручних гранат до ядерних боєголовок, що доставляють до мети міжконтинентальні балістичні ракети, а також засобів захисту – солдатських бронежилетів, танкової броні, підземних укриттів тощо. Ведуться як експериментальні, і теоретичні дослідження явищ вибуху (хімічних вибухових речовин чи ядерних зарядів), детонації, проникнення куль і уламків у різні середовища, ударних хвиль у питній воді і грунті, горіння і ядерних випромінювань.

Вибух.

Експерименти в області вибуху проводять як з хімічними вибуховими речовинами в кількостях, що вимірюються грамами, так і з ядерними зарядами потужністю до декількох мегатонн.Вибухи можуть проводитися в різних середовищах, таких, як земля і скельні породи, під водою, біля землі в нормальних атмосферних умовах або в розрідженому повітрі на великих висотах. Головний результат вибуху – утворення ударної хвилі у навколишньому середовищі. Ударна хвиля поширюється від місця вибуху спочатку зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку серед; потім із зменшенням інтенсивності ударної хвилі її швидкість наближається до швидкості звуку. Ударні хвилі (у повітрі, воді, ґрунті) можуть вражати живу силу противника, руйнувати підземні укріплення, морські судна, будівлі, наземні транспортні засоби, літаки, ракети та супутники.

Для моделювання інтенсивних ударних хвиль, що у атмосфері і біля землі при ядерних вибухах, застосовуються спеціальні пристрої, звані ударними трубами. Ударна труба, як правило, є довгою трубою, що складається з двох секцій. На одному кінці розміщена камера стиснення, яка заповнюється повітрям або іншим газом, стиснутим до порівняно високого тиску. Інший її кінець є камерою розширення, відкриту на атмосферу. При миттєвому розриві тонкої діафрагми, що розділяє дві секції труби, в камері розширення виникає ударна хвиля, що біжить уздовж осі. На рис. 4 показані криві тиску ударної хвилі у трьох поперечних перерізах труби. У перерізі 3 вона набуває класичної форми ударної хвилі, що виникає при детонації. Усередині ударних труб можна розміщувати мініатюрні моделі, які зазнаватимуть ударних навантажень, аналогічних до дії ядерного вибуху. Нерідко проводяться випробування, у яких дії вибуху піддаються більші моделі, котрий іноді повномасштабні об'єкти.

Експериментальні дослідження доповнюються теоретичними, і виробляються напівемпіричні правила, що дозволяють передбачати руйнівну дію вибуху. Результати таких досліджень використовуються при проектуванні боєзарядів міжконтинентальних балістичних ракет та протиракетних систем. Такі дані необхідні також при проектуванні ракетних шахт і підземних притулків для захисту населення від вибухової дії ядерної зброї.

Для вирішення специфічних завдань, притаманних верхніх шарів атмосфери, є спеціальні камери, у яких імітуються висотні умови. Одним із таких завдань є оцінка зменшення сили вибуху на великих висотах.

Проводяться також дослідження, в яких вимірюються інтенсивність та тривалість проходження ударної хвилі у ґрунті, що виникає при підземних вибухах. На поширення таких ударних хвиль впливають тип ґрунту та ступінь його шаруватості. Лабораторні досліди проводяться з хімічними ВР у кількостях менше 0,5 кг, тоді як у повномасштабних експериментах заряди можуть вимірюватися сотнями тонн. Такі експерименти доповнюються теоретичними дослідженнями. Результати досліджень використовуються не тільки для вдосконалення конструкції зброї та сховищ, а й для виявлення несанкціонованих підземних ядерних вибухів. Дослідження детонації вимагають проведення фундаментальних досліджень у галузі фізики твердого тіла, хімічної фізики, газодинаміки та фізики металів.

Осколки та пробивна здатність.

Уламкові бойові частини і снаряди мають металеву зовнішню оболонку, яка при детонації укладеного в неї заряду бризантного хімічного ВР розривається на численні шматочки (уламки), що розлітаються з великою швидкістю.Під час Другої світової війни були розроблені снаряди та боєголовки із зарядами кумулятивної дії. Такий заряд зазвичай є циліндром з вибухової речовини, на передньому кінці якого є конічна виїмка з розміщеним у ній конічним металевим вкладишем, як правило мідним. Коли з іншого кінця заряду ВР починається вибух і вкладиш стискається під дією дуже високих тисків детонації, утворюється тонкий кумулятивний струмінь матеріалу вкладиша, що вилітає у меті зі швидкістю більше 7 км/с. Такий струмінь здатний пробивати сталеву броню завтовшки десятки сантиметрів. Процес формування струменя у боєприпасі із зарядом кумулятивної дії показаний на рис. 5.

Якщо метал знаходиться у прямому контакті з вибуховою речовиною, йому можуть передаватися тиски ударної хвилі, що вимірюються десятками тисяч МПа. При нормальних розмірах заряду ВР близько 10 см тривалість імпульсу тиску становить частки мілісекунди. Такі величезні тиски, що діють короткочасно, спричиняють незвичайні процеси руйнування. Прикладом таких явищ може бути «сколювання». Детонація тонкого шару ВР, поміщеного на броньову плиту, створює дуже сильний імпульс тиску малої тривалості (удар), що пробігає товщиною плити. Дійшовши до протилежного боку плити, ударна хвиля відбивається як хвиля напружень, що розтягують. Якщо інтенсивність хвилі напруг перевищить межу міцності на розтяг матеріалу броні, відбувається розривне руйнування поблизу поверхні на глибині, яка залежить від початкової товщини заряду ВР і швидкості поширення ударної хвилі в плиті. В результаті внутрішнього розриву броньової плити утворюється металевий «уламок», що з великою швидкістю відлітає від поверхні.Такий уламок, що летить, може викликати великі руйнування.

Щоб з'ясувати механізм явищ руйнування проводять додаткові експерименти в галузі металофізики високошвидкісної деформації. Такі експерименти проводять як з полікристалічними металевими матеріалами, так і з монокристалами різних металів. Вони дозволили зробити цікавий висновок щодо зародження тріщин та початку руйнування: у тих випадках, коли в металі є включення (домішки), тріщини завжди починаються на включеннях. Проводяться експериментальні дослідження пробивної здатності снарядів, уламків та куль у різних середовищах. Ударні швидкості лежать у межах від кількох сотень метрів за секунду для низькошвидкісних куль до космічних швидкостей близько 3–30 км/с, що відповідає уламкам та мікрометеорам, що зустрічаються з міжпланетними літальними апаратами.

На основі таких досліджень виводяться емпіричні формули щодо пробивної здатності. Так, встановлено, що глибина проникнення в щільне середовище прямо пропорційна кількості руху снаряда і обернено пропорційна площі його поперечного перерізу. Явища, що спостерігаються під час удару з гіперзвуковою швидкістю, показано на рис. 6. Тут сталева дробинка зі швидкістю 3000 м/с ударяється об свинцеву пластину. У різний час, що вимірюється мікросекундами від початку зіткнення, зроблена послідовність знімків у рентгенівських променях. На поверхні пластини утворюється кратер і, як показують знімки, з нього викидається матеріал пластини. Результати дослідження зіткнення при гіперзвуковій швидкості роблять зрозумілішим утворення кратерів на небесних тілах, наприклад на Місяці, в місцях падіння метеоритів.

Ранева балістика.

Для імітації дії уламків і куль, що вражають людину, роблять постріли в масивні мішені з желатину. Подібні експерименти належать до т.зв. ранової балістики. Їхні результати дозволяють судити про характер ран, які може отримати людина. Інформація, яку дають дослідження з ранової балістики, дає можливість оптимізувати ефективність різних видів зброї, що призначається для знищення живої сили противника.

Броня.

З використанням прискорювачів Ван-де-Граафа та інших джерел проникаючого випромінювання досліджується ступінь радіаційного захисту людей у ​​танках та бронеавтомобілях, що забезпечується спеціальними матеріалами для броні. В експериментах визначається коефіцієнт проходження нейтронів крізь плити з різних шарів матеріалів, що мають типові танкові зміни. Енергія нейтронів може лежати в межах від часток до десятків МеВ.

Горіння.

Дослідження в області займання та горіння проводяться з двоякою метою. Перша – отримати дані, необхідних збільшення здатності куль, осколків і запальних снарядів викликати загоряння паливних систем літаків, ракет, танків тощо. Друга – підвищити захищеність транспортних засобів та стаціонарних об'єктів від запальної дії ворожих боєприпасів. Проводяться дослідження щодо визначення займистості різних палив під дією різних засобів займання – іскор електричного розряду, пірофорних (самих займистих) матеріалів, високошвидкісних уламків і хімічних займистів.

Шапіро Я.М. Зовнішня балістика. М., 1946
Серебряков М.Є. Внутрішня балістика. М., 1949
Костров А.В. Рух асиметричного балістичного апарату. M., 1984