Термін “деривація” має в побуті багато значень. Утворений він латинським словом derivative, що означає “відведення”, “відхилення”. Під терміном в загальному розумінні розуміють відхилення від траєкторії, відхід від основоположних значень.
Деривація у військовій області
Стосовно до стрільби з вогнепальної зброї деривації позначається відхилення траєкторії кулі, снаряда. Воно викликане їх обертанням, яке виникає внаслідок нарізів у каналі ствола вогнепальної зброї. Деривація — це і відхилення кулі, що викликається гіроскопічним ефектом і Магнуса.
Сили, що діють на кулю
Кулі при русі по траєкторії після виходу зі стовбура випробовують дію сил ваги і повітряного опору. Перша сила завжди спрямована вниз, змушуючи кинуте тіло знижуватися.
Сила повітряного опору, постійно впливаючи на кулю, уповільнює її поступальний рух і завжди спрямована назустріч. Вона робить все можливе, для того щоб летить тіло перекинути, направити його головну частину назад.
Внаслідок впливу зазначених сил рух кулі відбувається не у відповідності з лінією кидання, а з нерівномірною, вигнутої кривої, що знаходиться нижче бросковой лінії, яка називається траєкторією.
Сила опору повітря зобов’язана своїм виникненням декількох факторів, а саме: тертя, завихрень, балістичної хвилі.
Куля і тертя
Повітряні частинки, безпосередньо стикаються з кулею (снарядом), завдяки контакту з її поверхнею рухаються разом з нею. Наступний за першим шаром повітряних частинок шар внаслідок в’язкості повітряного середовища теж починає рухатися. Проте з меншою швидкістю.
Цей шар передає рух чергового і так далі. До тих пір, поки повітряні частинки перестають відчувати вплив, швидкість їх щодо летить кулі стає рівною нулю. Повітряна середовище, починаючи від безпосередньо контактує з кулею (снарядом) і закінчуючи тією, в якій швидкість частинок стає дорівнює 0, називається прикордонним шаром.
В ньому утворюються “дотичні напруження”, інакше кажучи – тертя. Воно скорочує дистанцію польоту кулі (снаряда), сповільнюючи швидкість.
Процеси в прикордонному шарі
Прикордонний шар, що оточує тіло летить, при досягненні його дна відривається. При цьому виникає простір розрядження. Утворюється різниця тисків, що впливає на голову кулі та її дно. Цей процес породжує силу, вектор якої спрямований у протилежний бік руху. Повітряні частинки, вриваючись в розріджену область, створюють області завихрення.
Балістична хвиля
В польоті куля впливає з повітряними частками, які, стикаючись, починають коливатися. Від цього виникають повітряні ущільнення. Вони утворюють звукові хвилі. Внаслідок цього політ кулі супроводжується характерним звуком. Після того, як куля починає рухатися зі швидкістю, яка менше звуковий, що виникає ущільнення випереджає її, тікаючи вперед, серйозного впливу на політ не надаючи.
Але при польоті, в якому швидкість кулі або снаряда вище звукової хвилі звуку набігають один на одного, утворюють ущільнену хвилю (балістичну), що кулю уповільнює. Розрахунки показують, на фронті тиск на неї балістичної хвилі становить близько 8-10 атмосфер. Щоб його подолати, витрачається основна частина енергії летить тіла.
Інші фактори, що впливають на політ кулі
Крім сил повітряного опору та ваги, на кулю впливають: тиск атмосфери, температурні значення середовища, напрямок вітру, повітряна вологість.
Атмосферний тиск на поверхні Землі нерівномірно щодо рівня моря. З підвищенням на 100 метрів воно знижується приблизно на 10 мм ртутного стовпа. Внаслідок цього стрілянина, яка йде на висоті, здійснюється в умовах зниженої сили опору і повітряної щільності. Це призводить до збільшення дальності польоту.
Вологість повітря вплив також надає, але незначно. Його зазвичай не враховують, за винятком стрільби на далекі дистанції. Якщо при стрільбі вітер попутний, то куля пролетить більшу відстань, ніж умови безвітря. Вітер зустрічний – дистанція зменшується. Бічні вітру на кулю мають великий вплив, відхиляють її в ту сторону, куди дмуть.
Всі зазначені вище сили і чинники впливають на кулю під кутами до неї. Їх вплив спрямований на те, щоб перекинути рухоме тіло. Тому для запобігання перекидання кулі (снаряда) в польоті їм надають при виході з каналу ствола обертальний рух. Воно утворюється завдяки наявності в стовбурі нарізів.
Обертається куля набуває гіроскопічні властивості, які дозволяють зберігати летить тіла в просторі своє становище. При цьому куля отримує можливість чинити опір впливу зовнішніх сил на значний відрізок свого шляху, зберігати заданий положення осі. Однак обертається в польоті куля відхиляється від прямолінійного напрямку руху, що викликає деривацию.
Гіроскопічний ефект і ефект Магнуса
Гіроскопічний ефект – це явище, при якому залишається незмінним напрям руху в просторі швидко обертового тіла. Він властивий не тільки куль, снарядів, а також численним технічним пристроям, таким як ротори турбін, гвинти літаків, а також всім рухаються по орбітах небесних тіл.
Ефект Магнуса називається фізичне явище, яке виникає при обтіканні обертової кулі потоком повітря. Обертове тіло створює навколо себе вихровий рух і різниці тисків, з-за чого виникає сила, що має векторний напрямок, перпендикулярний потоку повітря.
Стосовно практичній площині це означає, що при наявності бокового вітру з лівої сторони кулю зносить вгору, а праворуч – вниз. Але на невеликих дистанціях вплив ефекту Магнуса несуттєво. Його слід брати до уваги при стрільбі на довгі відстані. Внаслідок цього стрілки-снайпери змушені використовувати спеціальний прилад – анемометр, який вимірює швидкість вітру. Більш того, в практиці поширені враховують деривацию кулі 7,62 таблиці.
Причини деривації та її значення
Деривація кулі завжди направлена в ту сторону, в яку проходять стовбурові нарізки. У зв’язку з тим, що всі сучасні моделі нарізної зброї мають нарізи у напрямку ліворуч – вгору – праворуч (за винятком стрілецької зброї Японії), то відхилення кулі, снаряда здійснюється в праву сторону.
Деривація зростає відносно дистанції стрільби непропорційно. Разом із збільшенням дальність польоту кулі, деривація має тенденцію до поступового зростання. Тому траєкторія кулі, якщо дивитися на неї зверху, являє собою лінію, у якій кривизна постійно наростає.
При стрільбі на відстані в 1 км деривація робить істотний вплив на відхилення кулі. Так в стандартних довідниках таблиця 3 кулі 7,62 х 39 деривацию показує в розмірі близько 40-60 див. Проте численні дослідження фахівців в області балістики приводять до висновку, що деривацию слід враховувати тільки на дистанціях більше 300 м.
Сучасна артилерія дериваційні поправки враховує автоматично, або за допомогою таблиць стрільби. Окремі зразки стрілецької зброї забезпечуються оптичними прицілами, в яких вона враховується конструктивно. Приціли монтуються таким чином, що при пострілі куля автоматично йде трохи лівіше. При досягненні дистанції в 300 м вона виявляється на пристреливаемой лінії.
Фактори, що впливають на деривацию
Деривація піддається впливу певних чинників, а саме:
В цілях зменшення ефекту деривації обертанням кулі в польоті в даний час розроблені спеціальні кулі. У них своєрідна внутрішня структура з підібраними центрами мас і тяжкості.
Кулі (снаряди), що випускаються з гладкоствольної зброї (нарізи відсутня), а також ті, у яких стабілізація в польоті здійснюється за рахунок оперення, і що не обертаються, явище деривації на собі не відчувають.
