Оружие нетрадиционных схем

[Oleg Zubelevich]

Bсе траектории движения точки, которые получаются из уравнения $m\mathbf{\dot v}=m\mathbf{g}-k|\mathbf {v}|\mathbf{v},\quad k>0$ имеют вертикальную асимптоту, при этом $\mathbf{v}(t)\to (0,const)$ при $t\to\infty$. Это надо учитывать при построении упрощенных моделей.

[Парджеттер]

Oleg Zubelevich в сообщении #533688 писал(а):

при $t\to\infty$

Это замечательно, но к пределу $t \to \infty$ тут и близко решение не лежало. У нас $t_0$ порядка единицы.

Я прогнал численно абсолютно точную модель без всяких упрощений. Результат качественно абсолютно такой же за исключением очевидного и мною предсказанного

Парджеттер в сообщении #533667 писал(а):

По-видимому, при бОльших начальных скоростях будут бОльшие времена полета (т.к. сила сопротивления будет замедлять падение, а в проекции на ось $y$ она будет примерно $\dot x(t) \dot y(t)$. Но тогда промежутки на больших скоростях будут еще больше, а это как раз говорит в пользу того, о чем я утверждаю.

В частности, на начальных скоростях порядка 5000 м/с время полета увеличивается до 1.7 с (оценка минимального времени была 1.42 с). И дальность там соответственно будет не 3500, как на приведенном выше графике, а 3800 м. То есть чем больше скорость, тем выигрыш даже больше :)
В любом случае это показывает адекватность этой упрощенной модели с учетом сделанных оговорок.

Евгений Машеров в сообщении #533669 писал(а):

Ну, в учебниках по баллистике вообще начинают с реального закона сопротивления. Который квадратичный лишь приблизительно, а задаётся эмпирически.

В учебниках по баллистике всё на много порядков сложнее. Но мы не об этом. Если, конечно, вы желаете привести свой расчет с учетом более сложной модели, то это будет просто прекрасно. Но это будет не ваш стиль

Евгений Машеров в сообщении #533669 писал(а):

Но я, собственно, не о том, что "невозможно в принципе", а о том, что нецелесообразно.

Нет, речь в вашем же п.1 конкретно была о том, что выигрыш в начальной скорости съедается сопротивлением воздуха. Я, собственно, дальше этого утверждения не заходил. То, что создание таких штук на данный момент нецелесообразно, ясно даже ежу.

[Oleg Zubelevich]

Парджеттер в сообщении #533796 писал(а):

Это замечательно, но к пределу $t \to \infty$ тут и близко решение не лежало. У нас $t_0$ порядка единицы.

ну это идеализация, а на самом деле до асимптоты она тоже быстро долетает. Раз у Вас программа под рукой посчитайте за какое время траектория упрется в асимптоту. Просто интересно.

[sergeyvz]

Cobert в сообщении #182637 писал(а):

Пентагон заказал для снайперов управляемую пулю - http://www.membrana.ru/lenta/?8920

Управляемая пуля сделана в Sandia:

http://www.newsland.ru/news/detail/id/879124/

https://share.sandia.gov/news/resources ... es/bullet/

Евгений Машеров в сообщении #492073 писал(а):

Электромагнитные могут быть востребованы в космосе... Опять же - нет теоретического предела для скорости.

Предел по скорости для рельсотрона все же есть - из-за возникающей противо-эдс (в ускоряемой "арматуре"). Там еще в 80-х уперлись в максимальную достигнутую скорость порядка 6.5-7 км/с на схеме с плазменным толкателем-"арматурой" (plasma armature). На контактной арматуре - и того меньше: 2.5-3 км/с. Подробнее здесь:

http://www.popmech.ru/article/8254-bah- ... vo/page/2/

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_ ... 0069&tag=1

При этом практически после каждого выстрела поверхность рельс надо заново полировать. Исключение составляют маломощные рельсотроны - на тех уже делают до сотни выстрелов без смены рельс (при скорости до 140 м/с со снарядом ~300г):

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all ... 2307&tag=1

[Парджеттер]

Oleg Zubelevich в сообщении #533814 писал(а):

Раз у Вас программа под рукой посчитайте за какое время траектория упрется в асимптоту. Просто интересно.

Угу. Где-то 50 секунд.

[sergeyvz]

sergeyvz в сообщении #533289 писал(а):

Основная проблема электромагнитной рельсовой пушки (рельсотрона) - изнашивание поверхности рельс после каждого выстрела - до сих пор не решена

Кстати, вот свежая картинка где хорошо видна дуга, образующаяся при выстреле из малого (до 1.5 МJ) лабораторного рейлгана в Naval Research Laboratory - из которого уже сделали 1000 выстрелов за три года (правда, забыли при этом упомянуть сколько раз делали замену/полировку рельс ):

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/ ... l?ITO=1490
http://www.nrl.navy.mil/media/news-rele ... -milestone

[Евгений Машеров]

Ну, давайте иначе прикинем. Считая силу сопротивления квадратичной от скорости, можем утверждать, что она пропорциональна кинетической энергии снаряда.
А поскольку изменение энергии это сила на путь - получим, что энергия падает экспоненциально.
(довольно точно согласуется с эмпирическими данными, взятыми из таблиц стрельбы линкоров).
Что, разумеется, не означает, что увеличение начальной скорости не приведёт к увеличению дальности, или, скажем, могущества при цели. Но будет целесообразно решать эту же тактическую задачу иными средствами.

[Парджеттер]

Евгений Машеров в сообщении #533998 писал(а):

Ну, давайте иначе прикинем. Считая силу сопротивления квадратичной от скорости, можем утверждать, что она пропорциональна кинетической энергии снаряда.
А поскольку изменение энергии это сила на путь - получим, что энергия падает экспоненциально.

Удивительный полет мысли. Я уже говорил вам, что знание того, что чему пропорционально совершенно недостаточно для того, чтобы делать какие-то оценки. Любой грамотный физик (да и даже инженер) это знает. Нужно еще знать порядки величин.
Например, пользуясь вышеприведенными уравнениями (при тех же параметрах) совершенно не составляет труда построить график зависимости кинетической энергии у цели от начальной скорости снаряда

При начальной скорости до 5000 м/с это почти прямая линия. На какое-то насыщение эта штука выходит только на начальных скоростях порядка 20000...25000 м/с.

[Евгений Машеров]

А что Вы считаете "насыщением"?

-- 02 фев 2012, 13:50 --

И какую дистанцию до цели берёте?

[Парджеттер]

Евгений Машеров в сообщении #534088 писал(а):

А что Вы считаете "насыщением"?

То же, что и везде - какой-то момент сопротивление "победит" и энергия с увеличением начальной скорости практически не увеличивается.

Евгений Машеров в сообщении #534088 писал(а):

И какую дистанцию до цели берёте?

Расстояние, которое пролетит снаряд за минимальное время полета (см. выше). Если брать, к примеру, кинетическую энерги на одинаковом расстоянии для всех начальных скоростей, то график уже будет иметь более крутой подъем.

[Евгений Машеров]

Ну, я к чему про экспоненту заговорил - увеличение скорости при цели в зависимости от увеличения начальной будет всегда. Но оно может стать меньше какого-то (условно выбранного) порога.
(И что-то у меня ощущение, что, начиная с какого-то момента, Вы не со мной полемизируете, а с кем-то, принятым за меня. На всякий случай повторю - влияние сопротивления воздуха не в том, что не удастся повысить скорость снаряда свыше некоторого предела, а в том, что повышение скорости будет нецелесообразно).
Вообще, такие вещи можно наблюдать на реальных системах. Японцы на линкоре "Сетцу" поставили (не просите объяснить, зачем) часть орудий калибра 12" длиной 50 калибров, а часть - 45 калибров. В результате на дистанции, скажем, 12000 метров скорость у цели была у вторых на 4.2% ниже, при том, что при дульном срезе отличалась лишь на 3.6%. Если вдруг возьмём разницу не на проценты, а в разы - потеря будет очень основательной. И хотя сверхскоростная ствольная артиллерия будет ещё возможна - выигрыш в могуществе снаряда (оно, могущество, измеряется отношением энергии к кубу калибра) будет мал, и целесообразней будет для "стрельбы в сторону противника" использовать обычные орудия с умеренной начальной скоростью, но снабдив активно-реактивными снарядами, а для точной стрельбы на большой дистанции - ракетами (экономия на порохе, которую даёт ствольная артиллерия, съестся удорожанием электроники и особенно механики системы наведения, чтобы они выдерживали выстрел).

[Парджеттер]

Евгений Машеров в сообщении #534138 писал(а):

Ну, я к чему про экспоненту заговорил - увеличение скорости при цели в зависимости от увеличения начальной будет всегда. Но оно может стать меньше какого-то (условно выбранного) порога.

Например?

Евгений Машеров в сообщении #534138 писал(а):

И что-то у меня ощущение, что, начиная с какого-то момента, Вы не со мной полемизируете, а с кем-то, принятым за меня

Я, собственно, полемизирую с конкретным вашим утверждением о том, что

Евгений Машеров в сообщении #492073 писал(а):

0. Главная проблема тут - воздух. Увеличение начальной скорости при вылете из ствола съестся сопротивлением воздуха

Как я уже говорил, в вопросы целесообразности, эффективности и тому подобное я не лез еще вообще. Тут чисто физический вопрос. По остальным пунктам того сообщения особенно сказать нечего, они слишком неконкретны. А этот вы обозначили как главную проблему. Вот я и решил начать с этой главной проблемы.

Евгений Машеров в сообщении #534138 писал(а):

влияние сопротивления воздуха не в том, что не удастся повысить скорость снаряда свыше некоторого предела, а в том, что повышение скорости будет нецелесообразно

Нет, это не то, что вы говорили в процитированном выше.
Про нецелесообразность я с вами уже давно согласился. Именно по этим соображениям в свое время были тихо свернуты программы по разработке высокоскоростных систем.