Работа посвящена изучению влияния силы сопротивления воздуха на траектории и энергетику движущихся твёрдых тел, таких как сыпучие снаряды дроби и пули. Сопротивление воздуха — важный фактор, существенно влияющий на скорость полёта, дальность стрельбы и точность попадания.

Тщательное изучение этой проблемы позволяет значительно улучшить показатели ружейного боя при применении разработанных мной систем дульных устройств и их конструкций.

Движение твёрдого тела в атмосфере сопровождается воздействием различных сил, среди которых ключевую роль играет сила сопротивления воздуха. Эта сила зависит от множества параметров: формы объекта, его массы, начальной скорости, плотности и температуры воздуха, а также высоты над уровнем моря и влажности атмосферы.

Изучение аэродинамических свойств объектов приобретает особую важность в инженерных расчётах и моделировании условий эксплуатации, что является частью моих исследований в компании «CHOKE CHOKE».

Основные понятия и физические основы явления

Аэродинамическое сопротивление возникает из-за взаимодействия частиц воздуха с поверхностью движущегося тела. Величина сопротивления зависит от плотности воздуха, скорости движения тела, его формы и площади поперечного сечения.

Коэффициент сопротивления, характеризующий, насколько форма тела препятствует движению, зависит от режима течения воздуха — ламинарного или турбулентного. Также важным параметром является число Рейнольдса, которое показывает отношение инерционных и вязких сил в потоке воздуха.

Таким образом, сопротивление воздуха заметно снижает кинетическую энергию движущегося объекта и замедляет его движение.

Особенно негативно на аэродинамические характеристики влияют деформированные дробины. Поэтому важно следить, чтобы стартовая скорость дроби соответствовала твердости материала поражающего элемента.

Методы исследования

Для анализа влияния сопротивления воздуха я провёл экспериментальные испытания и численное моделирование различных типов и форм дроби в условиях реальной атмосферы.

Экспериментально измерялись изменения скорости и положения тел при движении через воздух с контролируемыми параметрами давления, температуры и влажности, а также профили воздушных потоков вокруг образцов.

Численное моделирование выполнялось методами вычислительной гидродинамики (CFD), учитывая турбулентность и градиенты температуры и плотности воздуха.

Результаты исследований

Основные выводы:

• Увеличение площади поперечного сечения объекта существенно повышает силу сопротивления и снижает дальность полёта дроби.
• Турбулентные режимы увеличивают коэффициент сопротивления, что негативно влияет на точность и устойчивость полёта дроби и на кучность ружейного боя на дальние дистанции.
• Температура и влажность воздуха влияют на плотность, а значит и на сопротивление воздуха, что отражается на распределении дроби относительно оси выстрела.

Численные модели хорошо совпадают с экспериментальными данными, подтверждая правильность сделанных выводов.

Заключение

Проведённые исследования показали решающее влияние сопротивления воздуха на настройку ружейного боя, необходимую концентрацию и скорость поражающего элемента на подлёте к цели. Это подчёркивает важность создания систем управления полётом дроби для гладкоствольных ружей, позволяющих изменять форму и размер снопа на нужных дистанциях стрельбы.