Эпоха Пара

Я паро-панк
и я люблю паро-панк

ПубликацииПубликации ПрограммыПрограммы ИгрыИгры

Звукометрия пневматического оружия
(в домашних условиях без специальной аппаратуры точно замеряем скорость пули)

  1. Принцип
  2. Выстрел
  3. Формула
  4. Закон
I Мировая Война. На участке 1-й французской армии за время с 7 апреля по 8 августа 1916 года, звукометрической разведкой было определено местоположение 974 германских батарей, при этом большинство из них было определено с ошибкой, не превышавшей 50 метров

С примитивной техникой, на несколько километров дальности всего несколько десятков метров погрешности - это ошибка не более 1% - весьма неплохая точность! Да здравствует изобретатель метода профессор Эсклагон!

Звукометрия даёт нам простой и доступный способ измерить начальную скорость снаряда, будь то стрела арбалета или шарик игрушечного пневматического пистолетика. Это забавное развлечение, интересный физический опыт для школьного кружка, или же источник серьёзных фактических данных для исследователя истории в её экспериментальной ипостаси.

Если Вы увлекаетесь стрейкболом
звукометрия поможет Вам
узнать истинную мощь Вашего игрового оружия.

В домашних условиях (когда не мешает ветер и посторонние звуки) Вы можете получить точность много лучше чем французские военные наблюдатели в Первую Мировую. Практически звукометрический способ даёт точность вполне сопоставимую с точностью опто-электронного метода (который, вообще говоря, из-за конструктивных особенностей измерителя может дать погрешность на половину диаметра шара - а в случае стрейкбольного оружия при базе измерения в 100мм погрешность составит до 3%). И, в отличие от опто-электронного метода, звукометрия не требует специальной дорогостоящей аппаратуры.

Разумеется, я не предлагаю использовать сложный способ профессора Эсклагона - нет, предлагаемое решение реализуется в домашних условиях изящно и просто, и это по силам любому (даже неуверенной девушке - тут правда нет ничего сложного, главное аккуратность). И, справедливости ради, уточню, что не я изобретатель этого простого метода. Я нашёл этот способ на одном из форумов, посвящённых увлечению Air Soft. Не называю я здесь этот форум только потому, что, к сожалению, это ещё один "типичный русско-язычный форум" как из известного анекдота.

    • Наверняка читатель его слышал, но если забыл то вот:
    Если зайти на американский форум и задать вопрос - через минуту на него кто-нибудь подскажет ответ.
    Если зайти на еврейский форум и задать вопрос - через минуту на него ответят вопросом.
    Если зайти на русский форум и задать вопрос - через минуту будешь читать посты на 10 страницах, какой ты баран, что не умеешь пользоваться поисковиками.

Вот поскольку тот форум заполнен публикой из анекдота (которая обожает издеваться над новичками) - я и не решаюсь рекомендовать читателю его посещение. И ссылок на это безобразие не привожу.

Друзья, давайте помогать друг другу. Хотя бы советом.
Это несложно, и мир от этого становиться прекраснее.

От печального перейдём к насущному и полезному - а именно к звукометрии в домашних условиях. Ещё раз повторю: никакого специального оборудования не потребуется - достаточно подключить к компьютеру самый обычный микрофон и звукометрическая станция готова к работе. А теперь о том, как эту станцию использовать.

Принцип таков:

  • Оружие при выстреле издаёт звук срабатывающего механизма.
  • Если стрелять в звонкую мишень (стальной лист), то так же получим отчётливый звук.
  • А теперь размещаем записывающий микрофон точно посередине между стволом и мишенью!

Благодаря тому, что микрофон размещается на равном расстоянии от ствола и мишени, нет нужды учитывать скорость звука. Ведь насколько позже достигнет микрофона звук выстрела - ровно настолько же позже его достигнет и звук попадания в мишень!

Так что аккуратно вымеряйте дистанцию, устанавливайте ровно посерёдке микрофон - и включайте запись и стреляйте!
Ну а потом, просмотрев запись в любом звуковом редакторе, находим по графику звука моменты выстрела и попадания и отмеряем промежуток времени между ними. Остаётся поделить дистанцию стрельбы на полученное время - и скорость выяснена.

Этот метод годится и для определения дульной энергии арбалетов. И даже лук можно подвергнуть такой проверке - ведь звук отпускаемой тетивы вполне отчётлив. Но именно стрельба пулевого оружия таит в себе один неочевидный нюанс, поэтому далее рассмотрим именно этот случай подробнее.

Теперь о том, как определить момент выстрела - то есть момент вылета шара из ствола:
Ведь пневматическое оружие не даёт характерной для огнестрельного оружия дульной звуковой волны. Но на записи обычно можно выявить момент срабатывания механизма оружия в момент выстрела. Значит надо найти через сколько времени после срабатывания механизма, шар покидает ствол.
Это делается так:

  • включаем запись и делаем выстрел (или пару, для гарантии) в пустоту - получаем звук срабатывания механизма
  • теперь делаем выстрел в упор в мишень (с расстояния в сантиметр под углом 45°, чтоб шар отлетел не в нас, а в сторону) - получаем звук срабатывания, который резко перекрывается ударом в мишень

Вот эта разница между началом срабатывания механизма и ударом о мишень (в упор) нам и нужна - это время пути шара внутри оружия. Мы его в дальнейшем должны будем вычесть из результата измерений.

Теперь подготовка закончена - производим эксперимент. Включаем запись и делаем выстрел. Разумеется, тщательно следя за тем, чтобы срез ствола находился на заранее отмеренной линии огневого рубежа, а микрофон был точно посередине между мишенью и источником характерного звука - именно в этом случае звук от обоих событий будет проходить равную дистанцию до микрофона.

Совет: не настраивайте микрофон на максимальную чувствительность. Подберите чувствительность так, чтобы гарантированно улавливать срабатывание механизма оружия - но если Вы загоните чувствительность ещё выше, то пользы от этого не будет. А может быть даже вред, если будут срезаны характерные верхние гребни амплитуды звука и из-за этого, возможно, Вам будет сложнее выявить и различить меж собой момент выстрела и момент удара о мишень.

Какой выбрать базу измерения (дистанцию стрельбы)? Такой, чтобы было удобно целиться точно в центр мишени - ведь если снаряд попадает не в центр, то значит он пролетает больше, чем вымеренная Вами дистанция стрельбы - а это внесёт погрешность в дальнейшие расчёты.
Но и слишком малой делать базу не следует. Думаю, что дистанция от 1 до 2 метров вполне удобна.

Итак выстрел сделан. Теперь дистанцию (в метрах) смело делите на выясненное время (в секундах). Не забудьте учесть время разгона шара по стволу (внутри оружия).

Теперь Вы знаете скорость - но как узнать дульную энергию? Дульная энергия это энергия кинетическая. А формула для неё такова:

Дульная энергия Дж) = вес снаряда кг) * скорость² м/с)
2

Обратите внимание: вес снаряда должен быть выражен в килограммах!
Например, стрельба велась шаром 0.12г - в килограммах вес такого шара 0.00012кг.

А если лень считать - можете воспользоваться следующей таблицей (просто выбираете в верхнем ряду Ваш шар и в столбце под ним ищите полученную скорость - а слева увидите, какой энергии это соответствует):

Если нужного Вам значения нет в таблице - то воспользуйтесь следующей формой (она всё подсчитает за Вас):

Заполните любые два поля - третье вычислится само

Дж = г * 2 м/с
2


Обратите внимание: вес снаряда здесь вводить в граммах!

А теперь поговорим о законе: вот эти самые Джоули - много это или мало?
Для сравнения возьмём типичный поражающий фактор современного боя - а это осколок массой всего-то в 1г, летящий со скоростью более 600-650м/с - чтобы остановить его нужны 40 слоёв кевлара, каждый из которых прочнее стали. Для упражнения посчитайте в форме выше энергию этого осколка.
Между тем, советская стальная каска СШ68 (использовалась с Великой Отечественной и по нынешний день) надёжно защищает только от мелких осколков летящих со скоростью не быстрее 250м/с. Вдобавок, всякий, кто её одевал, знает насколько она не удобна (неудобна в летнее время - на зимней шапке-ушанке хорошо отрегулированная советская каска сидит как влитая, разве что несколько высоковато). Наиболее удобная форма каски - немецкая времён II мировой, но и она защищает ни чуть не лучше (и защищает только летом, потому что на шапку-ушанку её не натянешь, а для нашего климата это серьёзный минус). А ведь энергия этого граммового осколочка всего лишь чуть больше 30Дж - и этого хватает, чтобы нанести опасную рану.

Знайте - в России разрешено законом:

  • 3 Дж предел для НЕбоевого автоматического оружия - это ещё игрушка, хотя бьёт больно
    (это в 10 раз слабее осколка, который стальная каска ещё может остановить)
  • 7.5 Дж предел для НЕбоевого НЕавтоматического оружия - с этим уже можно идти на охоту
    (это в 4 раза слабее осколка, от которого стальная каска ещё защищает)

Всё что имеет большую дульную энергию - приравнивается к боевому оружию, со всеми вытекающими юридическими последствиями.

Заметим, что типичный шар пейнтбольного маркера .68 калибра весит 3.2 грамма и предел разрешённой для него скорости 91 м/с (точнее 100 ярдов или 300 футов в секунду). Подставляем величины в форму и видим, что такой шар имеет энергию почти вдвое больше разрешённой законом. Уж не грозит ли любителю пейнтбола тюрьма?

Но к счастью для любителей пейнтбола существует и другой закон, а именно приказ Госкомспорта РФ № 222 от 26.06.1996 года, в котором пейнтбол включён в число технических видов спорта, рекомендованных к развитию на территории Российской Федерации.


15 августа 2014г
Алексей «Рекс»
Я люблю паро-панк Поддержи сайт
купи наши игрушки
Письмо
автору
  Поддержи
автора
Сайт существует с 16.12.2017