Что такое джоуль 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

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

Дульная энергия что это такое

Как рассчитывается

Дульная энергия рассчитывается с использованием известных скорости и веса пули/снаряда.

Что такое энергия — это способность активно выполнять работу в / или между открытой или закрытой системой. В этих двух системах энергия может быть потенциальной, кинетической или трансляционной. Это как неконсервированная величина (открытая система), так и законсервированная величина (закрытая система).

Как выясняется подробнее дульная энергия — это всего лишь сумма переменных, которые определяют, будет ли остановлена угроза на своем пути. В пистолетах эти переменные изучались с конца 1800-х годов в относительных уравнениях мощности.

В Си (метрических) единицах измерения Джоуль является произведением массы и скорости в единицах измерения СИ.

m –масса, v –скорость.

Если уронить 100 гр свинцового шара, бросить его или выстрелить из пушки, если он имеет ту же скорость, он будет иметь ту же энергию.

Проблема с попыткой применить силу для проникновения и / или эффективности заключается в том, что она является базовой единицей или константой. Если используется пуля в качестве примера, не имеет значения, насколько велика пуля (размер в калибре) если весит одинаково. Энергия в точке удара будет одинаковой. Тем не менее, в этом случае, если пуля больше или меньше по калибру, то проникновение будет отличаться из-за изменения плотности сечения. Опять же, вес пули остается прежним.

При расчете используются четыре фактора: энергия пули/снаряда; конструкция; плотность сечения и конструкция мишени.

Эффективность пробития

Уравнение относительного пробития: P = E / RA, где E-кинетическая энергия пули при ударе, A-площадь поперечного сечения снаряда и R-сопротивление цели. Полученное значение P можно сравнить с другими калибрами.

Поэтому, чтобы ответить на исходный вопрос «является дульная энергия полезной метрикой». Это не совсем так. Лучшим показателем эффективности является удачное попадание выстрела.

Сегодняшние стрелки наводят на мысль, что энергия является основным детерминантом какой-то мифической «сбивающей » силы и часто не учитывают вес пули, конструкцию, плотность сечения и, самое главное, правильное попадание. Конечно, ничто не может быть дальше от истины.

В то время как энергетические расчеты могут быть полезны при сравнении различных нагрузок в одном калибре или аналогичных калибрах, они могут быть хуже, чем бесполезны при сравнении разных калибров и различных ситуаций.

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

Пневматика без лицензии — что нужно знать охотнику?

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

Характеристики патрона 7,62×54 мм R[ | ]

Где срединное отклонение — половина ширины центральной полосы рассеивания, вмещающей 50 % всех попаданий[2].

Задача 1

Тело падает с высоты 20 метров (см. рис. 25).

Определить его скорость вблизи поверхности Земли.

Сначала тело обладало только потенциальной энергией – здесь поверхность Земли удобно принять за нулевой уровень (см. рис. 26).

Вблизи поверхности тело обладает только кинетической энергией (см. рис. 26). Потенциальная энергия перейдёт в кинетическую:

Выразив скорость, получим:

Пули для пневматики

Для охоты используются свинцовые пули с полыми хвостиками-стабилизаторами. Такие снаряды за счет мягкости материала, из которого они изготовлены, хорошо проходят по каналам нарезного ствола. Они также подходят и для стрельбы из гладкостволок.

Пули для пневматики рассчитаны на полет на дозвуковых скоростях. При превышении скорости звука такой боеприпас начинает кувыркаться, и точность стрельбы резко снижается. При повышении дульной энергии винтовки увеличивается и ее калибр, при этом масса пули возрастает, и в итоге пневматика уже не способна разогнать ее до сверхзвуковой скорости.

Разновидности охотничьих пневматических винтовок

Все пневматические винтовки делятся на три группы по принципу своего действия:

Главный узел пневматики с компрессионной конструкцией — поршень-насос. В винтовках с мультикомпрессионным принципом действия есть специальные камеры, в которые закачивается воздух.

Однако большинство воздушек, которые хорошо подходят для работы по зверю и птице, имеют пружинно-поршневую конструкцию. Именно на этот вариант и стоит в первую очередь обратить внимание всем, кому нужна лучшая пневматическая винтовка для охоты без лицензии. Главная часть механизма такой пневматики — пружина, которая воздействует на сжимающий воздух поршень.

Также различают:

У первых взведение пружины происходит именно при переламывании ствола, в моделях второго типа она взводится посредством специального рычага. Винтовки с фиксированным стволом более долговечны и удобны в применении, поэтому предпочтение опытные пользователи пневматики отдают именно им. Шарнирный механизм переломного ствола рано или поздно начинает расшатываться, а затем может и вовсе выйти из строя.

Задача 2

Сопротивлением воздуха пренебречь.

Рис. 27. Задача 2. Искомая высота

Рис. 28. Превращения энергии при движении снаряда вверх

Рис. 29. Падение снаряда

Общая механическая энергия сохраняется, она не может взяться из ниоткуда и не может исчезнуть бесследно. Поэтому запишем значения энергии для каждого ключевого момента времени.

1) Вначале полная механическая энергия состояла из потенциальной энергии сжатой пружины и потенциальной энергии снаряда (см. рис. 28):

2) В верней точке траектории есть только потенциальная энергия снаряда (см. рис. 28):

Полная механическая энергия:

Решение задачи

Вычислим полную механическую энергию из формулы

Перед этим переведём все величины в СИ:

Теперь можно вычислить максимальную высоту:

Для ответа на второй вопрос нужно решить систему уравнений:

Производители

Популярностью среди охотников пользуется продукция компаний:

Пневматические ружья этих компаний доступны по цене и в то же время обладают неплохими характеристиками, благодаря этому им и отдают предпочтение большинство охотников.

Энергия океанов

Океанами покрыта значительная часть поверхности земного шара, и возможность использования этого огромного неисчерпаемого ресурса могла бы стать отличной альтернативой традиционной углеводородной энергетике. Принцип действия приливных электростанций заключается в следующем. Область прилива делится плотиной на две зоны. Во время прилива и отлива вода перемещается по этим зонам, вращая турбины.

При всех своих преимуществах приливная энергетика имеет ограничения на свое использование. Строительство электростанции в зоне прилива потребует значительных капиталовложений. Для того, чтобы немалые инвестиции смогли окупиться, станция должна вырабатывать большое количество энергии, а значит, расстояние между двумя бассейнами должно быть не менее пяти метров. Это ограничение сразу делает повсеместное строительство электростанций на побережье морей и океанов невозможным, так как по критерию экономической целесообразности строительства на земле насчитается всего лишь порядка 40 мест, где электростанция действительно будет эффективной.

Поясним некоторые понятия:

Однако, дабы избежать искаженного представления об эффективности боеприпасов, нам стоит оговориться, что все ниже перечисленные расчеты приводятся для не экспансивных, т.е. не деформирующихся, не кувыркающихся, не взрывающихся и т.д. боеприпасов. Например:американский боеприпас 5,56х45 М855 (SS109 НАТО), несмотря на малый калибр, благодаря своим конструктивным особенностям имеет высокое поражающее действие.

К конструктивным особенностям пули патрона М855 относятся:

Попадая в тело, пуля производит комбинированное поражение. Как видно на профиле раны, пуля проходит в тканях расстояние около 12см головной частью вперед. Затем, она разворачиваясь на 90º, сплющивается и разламывается в районе кольцевой канавки. Головная часть (60% веса пули), имеющая стальной сердечник, глубоко проникает в ткани, нанося поражение, в т.ч. и вторичными ранящими снарядами (осколками костей). Оторвавшаяся часть пули имеет сердечник из мягкого свинца, поэтому она сильно деформируется, распадается на множество осколков, которые, разлетаясь в стороны, проникают в ткани на глубину до 7 см. Свинец сердечника, вытекая из донной части и мест разрыва пули, каплеобразно разбрызгивается и пробивает мягкие ткани. Пробитые ткани, например, кишечника, подвергаясь воздействию временной полости (вибрации от удара пули), разрываются. Отверстия в них могут достигать 7 см. Поэтому попадание пули в брюшную полость часто вызывает летальный исход.

Мы проанализировали около 300 типов боеприпасов на предмет их эффективности (эта работа была оценена дипломом Михайловской артиллерийской академии СПб), но остановимся на наиболее известных.

Анализируя зарубежные публикации и отчеты NRA (Национальной Ружейной Ассоциации Америки), нам удалось установить уровень энергии пули в момент удара, необходимый для поражения животного весом до 100 кг (олень, кабан, волк):

Не имея данных по воздействию пули на человека, мы рискнем воспользоваться этими цифрами.

Источник