DEN STORE FYSIKKTRÅDEN: ballistikk, kulebane ved treff i kvist og sånt

[M67]

audungk skrev (2 timer siden):

da hastigheten ikke er konstant for alle krutt i alle temperaturer

Det der kan du bare drite i, for å si det litt røft...

Krutt har forskjellig brennhastighet i ulike temperaturer. Ulike krutt ulike variasjon. Et krutt kan ha en helt annen temperaturprofil i en patron enn en annen - kanskje er det fyllingsgraden som spiller inn? Mer fyllingsgrad, mer stabilt? Det er kanskje ikke lineært?

Så kommer tennhettene, de fleste krutt er mer temperaturstabile over ei "varm" tennhette (Fed 215) enn ei "vanlig", og de er også forskjellige. Og tennhettene har heller ikke noen lineær profil, mye tyder på at de har "knekkpunkter"

 

Jeg har ikke satt meg inn i tilnærmingene folk gjør, men sett en del på målinger, både mine egne og andres, (Norma bla.).

Kanskje de to beste, eller mest praktiske tilnærmingene er 

- en rett linje. La bruker legge inn en hastighetsendring per grad.

- kurvetilpasning, la bruker legge inn punkter - hastighet slik ved temperatur sånn - og legg rette linjer mellom

 

?

[audungk]

At jeg kan drite i det, har jeg skjønt for lengst. Det jeg også har skjønt, er at det er nesten like mange tilnærminger på et problem, som det er skyttere. 

 

Fra testingen og underveis i utviklingen, så har jeg hatt en hypotese om at Erling Elgjeger høyst sannsynlig legge inn hastigheten som står på eska med Oryx, og være fornøyd med det. Han vil helst ha ut kun klikk, og få det enkleste mulig.

Når jeg så har testet appen på faktiske skyttere og ikke hypotetiske brukere, så har jeg både snakket med meritterte toppskyttere som IKKE er opptatt av temperaturprofil, men også "vanlige" skyttere hvor det er helt ekstremt viktig for de.

 

I bildet ved det forrige innlegget mitt, så viser resultatene at det er 5m/s i forskjell på en rettlinjet avledning og kurvetilpasning, selv om testdataene er identiske.

 

Nå vet jeg at ett datasett er mangelfulle, og prediksjonene er helt i ytterpunktene av hva de fleste kommer til å skyte i, så jeg vil tro at begge regnemåter egentlig kommer "nærme nok" for veldig mange. 

 

Idéelt sett så hadde jeg hatt tilgang til mere testdata, men dessverre eier jeg ikke en kronograf.

 

@M67: Om du har tre målinger eller fler for en ladning, og kan sende meg på PM så jeg teste ut beregningene hadde jeg satt enormt pris på det.

 

Magefølelsen sier at det er enklere for de fleste å legge inn knekkpunkter enn det er å legge inn en hastighetsendring per grad, selv om det i prinsippet er samme data om man kun har to kronograferinger.  Sistnevnte krever jo en utregning, vil tror det er data som ikke kommer fra en kronograf? Uansett, takk for at du bekrefter det jeg antok, at lineært ikke nødvendigvis er helt rett tilnærming, selv for samme krutttype, men da er det heldigvis en smal sak å bytte utregningsform for brukere som legger inn fler enn to knekkpunkt.

 

 

 

 

Edited May 4 by audungk

[M67]

 

 

audungk skrev (23 minutter siden):

Magefølelsen sier at det er enklere for de fleste å legge inn knekkpunkter enn det er å legge inn en hastighetsendring per grad, selv om det i prinsippet er samme data om man kun har to kronograferinger.  Sistnevnte krever jo en utregning, vil tror det er data som ikke kommer fra en kronograf? Uansett, takk for at du bekrefter det jeg antok, at lineært ikke nødvendigvis er helt rett tilnærming, selv for samme krutttype, men da er det heldigvis en smal sak å bytte utregningsform for brukere som legger inn fler enn to knekkpunkt.

Husk også at folk ikke vet hva de gjør når de kronograferer. 3 skudd, null ES og sånn ER den ladningen. Og det er ingen feil beheftet ved den...  Hastigheten varierer jo med slitasjen på løpet - øker gjerne til å begynne med, er kanskje delvis stabil en stund, og avtar så utover, kanskje også med knekkpunkter. Måler du hastighet (som jeg har gjort under) ved ulike temperaturer over tid så kommer disse effektene inn. Og i tillegg varierer hastigheten med pussestatus, den øker gjerne fra puss og utover, først mye, så litt.
Jeg har data på dette og, relativt mye, men må lete litt.

 

"Vi", dvs her i huset og våre treningspartnere har rutiner for å håndtere dette. Er det stevne ei helg, så verifiserer man (med noen få skudd) helga før, pusser, og verfiserer innskyting og kromograferer f.eks. på onsdag, med kanskje 20 skudd. Da er ei pipe som er mellom 2-400 og 2-3000 skudd noenlunde stabil i opptil flere hundre skudd, om ikke ladninga er for heit. Pusser du, faller hastigheten, ofte mye, på de første skuddene. På langt hold kan du skyte en meter under om du ikke har kontroll på dette.
Hastigheten man bruker i stevnet er gjerne "sist målte hastighet i en temperatur som ligner"... For ladningen med AIAXen bruker jeg det Kestrelen spytter ut, for alle punktene ligger i den også. (men ikke uten et kritisk blikk)

 

audungk skrev (22 minutter siden):

nesten like mange tilnærminger på et problem, som det er skyttere.

Tror nesten det er flere...

 

 

 

audungk skrev (22 minutter siden):

@M67: Om du har tre målinger eller fler for en ladning, og kan sende meg på PM så jeg teste ut beregningene hadde jeg satt enormt pris på det.

Disse hastighetene er målt med Magnetospeed eller Labradar, og var på tidspunktet de ble målt konsistente med treffpunkt på 800-1000m. Det er da skutt på mange lokasjoner, tusenvis av km fra hverandre, og Shooter, eller Kestrel Applied Ballistics er brukt til beregningene.
N15-ladningen med 45gr er komprimert, og N19-ladningen er 80%-ish. Sannsynligvis vil en se en helt annen variasjon med ei anna tennhette - osv.

 

 

 

 

K

 

[audungk]

Takk, og takk!

 

Tror uansett tilnæring at jeg er relativt innafor. Hva folk legger inn slags hastighet og hvordan de pusser får jeg ikke gjort noe med, men dataene dine bekrefter mye av det jeg har gjort allerede.

 

Det er nok fort gjort at det blir et kaninhull, men det hadde vært interessant med punktdataene for å se hva foreslått hastighet blir med polynominal regresjon for AIAX'en, sammenlignet med lineær. Det er noen spikes rundt 15 og 25 grader som nok trekker kurven oppover, men det er som du sier for mange faktorer som spiller inn til at man kan konkludere med det ene eller det andre.

 

For egen del, og basert på de to andre grafene, så tror jeg at jeg at det beste blir å beholde lineær regresjon som regneform frem til det er adskillig fler punkter enn to

[Torf]

Per-S skrev (På 1.5.2024 den 10.59):

Jeg har en bok et eller annet sted om kanonene ved Skagerak. Der var det nok beskrevet. Jeg har også sett de mekaniske plottebordene. Men en kollega med lang fartstid i bransjen beskrev et plottebord med mye ledninger under der ledningene var revet av sammen med andre deler. Om det er samme plottebordet vet jeg ikke. Tyskland hadde mye gode ballistikere og evne til å integrere teori og praksis. Dessverre var mye av denne kunnskapen så hemmelig at mye av dette ikke er dokumentert. Noe finner en i bøker fra 40-50 tallet. Det som har ødelagt mye av denne historien er at spesielt engelske styrker i Norge bevisst ødela alt tysk utstyr de fikk tilgang til. Det skjedde nok også med mye av ildlederutstyret som ble brukt. Da jeg drev med ex tysk artilleri var kanonene dårligere utstyrt enn da de var i bruk under krigen. For eksempel var autoladere fjernet og om vi mistet kontakt med ildledersentralen måtte alle beregninger og korreksjoner beregnes manuelt. Noe kunne beregnes som en del av forberedelsene. Slitasjen kunne måles og korreksjon for utgangshastighet kunne beregnes. Lufttrykk og temperatur kunne måles og skrives på statustavlen. Men de siste beregningene måtte gjøres ut fra skytetabeller og korreksjonstabeller for å finne riktig oppsatsvinkel på kanonen. På noen fantes det en avstandsskive ved høyderetter som kunne brukes ved hastverk, men den ga ikke korreksjon for slitasje og værforhold.

Disse kanonene var opprinnelig skipskanoner og da er avbalansering viktig. Ikke bare for å hindre slitasje men også for å minske belastningene på bevegelige deler i grov sjø.

Kontrastene til dagens artilleri er store og viser at det har blitt store forbedringer på ildledersiden. Kanonene i seg selv har ikke endret seg så mye.

 

Det triple 28cm tårnet på Austeråt, som kommer fra slagkrysseren Gneisenau, mener jeg har alt utstyr intakt.

Dette tårnet var i tillegg også radarstyrt og ildledningssentralen lå inne på militært område på Ørlandet flystasjon (mener jeg å huske).

De tyske mannskapene lærte opp norske etter krigen og jeg mener det var oppsatt til 1966.

Alt utstyr fra ildledningssentralen er nå flyttet til kanonen.

 

Som skyteinteressert var en kompis og jeg på turne kysten rundt midt på 80-tallet. Etter tips fra andre fikk vi utlevert nøklene til 28cm-tårnet i vakta på Ørlandet!

Da stod det en avfukter og varme på i tårnet. Strømmen ble betalt av Ørlandet flystasjon.

En dag kom det en gjerrigknark av en stasjonssjef som forlangte at strømmen skulle slås av. Resultatet var alvorlige fuktskader og at det enorme kulelageret som tårnet roterte på rustet fast. Under oppussingen greide man ikke fikse dette så nå går det ikke an å dreie på tårnet.

 

Slagkrysseren Scharnhorst, med identiske tårn, treff på bevegelig sjømål på 25600m. Den uheldige mottageren var det engelske hangarskipet HMS Glorious som ble senket.  Glorious hadde en idiotkaptein. Han nektet flymanskapene å fly rekognosering som kunne varslet om de tyske skipene. Dette er regnet som en av de største skandalene i Royal Navy, og de har mange skandaler å ta av..

 

Det er film av Scharnhorsts ildgivning mot Glorious i videoen:

 

 

 

Edited May 4 by Torf

[Per-S]

Jeg kjenner godt til trippeltårnet på Austråt. Jeg har deltatt i rutinevedlikehold på den kanonen da den enda var i beredskapsopplegget. Da kjørte vi all hydraulikk og alle ammunisjonsheiser for å verifisere at alt var fullt funksjonsdyktig. Jeg tror det var godt ut på 70 tallet den gikk ut av mobiliseringsreserven. Den var godt vedlikeholdt frem til 72-73 det vet jeg. Siste skyting med kanonen var i -51 og en av mine kolleger deltok på den og fortalte om forberedelsene og skytingen. Alle vinduer i hus innenfor sikkerhetsavstanden måtte åpne alle vinduer for å unngå knuste ruter, og selv da ble det skader. Det var årsaken til at den ikke ble brukt senere. Jeg er også godt kjent på Fjell festning der søstertårnet stod. Det var et mye større forsvarsanlegg  med omfattende nærforsvar og store fjellanlegg.

[knallskudd]

har et spørsmål som har plaget meg en stund. Altså sån som jeg forstår det så vil kulen fly med bakenden først men stabiliseres fordi den roterer. Hva er det dat som gjør at "angrepsvinkelen" justeres etter kulebanen hvis den justeres i det hele tatt? Og uansett om den justerer seg eller ikke vil det ikke lønne seg å skyte nedover slik at differansen på angrepsvinkelen og kulebanen er minimal og påvirker bc mindre?

Antar det har minimalt å si men hvis noen har svaret hadde det vært morsomt

[Vargen]

Det har betydning, til dels i ulike retninger. Jeg kan for lite om fysikken til å gi mer enn en grovt forenklet og kanskje feilaktig oversikt.

 

Hvis et prosjektil har tyngdepunktet (senter av massen) foran senter av luftmotstand, så er det aerodynamisk stabilt og vil orientere seg etter fartsretningen.

 

Uheldigvis så er den fasongen med minst luftmotstand i supersonisk hastighet motsatt, den er spiss foran og buttere bak noe som plasserer tyngdepunktet bak senter av luftmotstanden. Helt riktig som du skriver, at vanlige spisskuler helst "vil" gå baklengs.

 

Spinnstabilisering motvirker dette, og en godt stabilisert kule vil fortsette å peke langs løpsaksen (mer eller mindre, det vingler litt) også utover i kulebanen når fartsretningen ikke lenger er parallell med kulas lengdeakse.

 

I spisskulas barndom på 1800-tallet anså man dette for å være et problem. Og kanskje var det det også, med høye kulebaner i lave hastigheter og med de relativt korte kulene de hadde den gangen. Man ønsket ikke at kule skulle miste for mye hastighet av å gå "sidelengs" gjennom lufta, så etter den franske offiseren Tamisieres patent ga man kula noen "luftriller" bak for å øke luftmotstanden bak tyngdepunktet og dermed gjøre kula litt aerodynamisk stabil. Målet var at den skulle rette seg etter fartsretningen og hele tiden ha spissen foran. Norge brukte slike kuler i både Kammerladningsgevær og munnladere fra 1855.

 

Et annet triks som ga samme virkning var hulbasekuler, det gjør bakenden lettere slik at tyngdepunktet havner lengre fram.

 

Senere ble kulene tynnere og lengre, hastighet økte og kulebanen ble flatere. Da oppsto et annet fenomen: kula kan få aerodynamisk løft, som en flyvinge, når den peker skrått oppover i forhold til fartsretningen. Man mister litt hastighet på at kula ikke går helt med spissen fram, men vinner litt flatere kulebane likevel fordi kula får løft og "flyr".

 

Samtidig skjer det noe annet: spin drift. Kula roterer jo, fort, så når den går skrått gjennom lufta vil luftstrømmens hastighet bli forskjellig på hver side av kula ettersom den på ene siden går mot spinnet og på andre med. Dette gir en sideveis komponent til det aerodynamiske løftet, slik at kula skjener litt til en side. Høyre- og venstreriflede våpen vil få spin drift hver sin vei.

[Per-S]

@knallskuddDu stiller et fornuftig spørsmål som det er vanskelig å svare kort på. På grunn av rotasjonen oppfører kulene seg som en snurrebass. dytter vi på den vil den hoppe litt sideveis, 90 grader i forhold der vi dytter, men stabilisere seg raskt. En kule flyr alltid med kulespissens hovedretning pekende litt over kulebanen. da blir det en kraft som hele tiden prøver å velte kulen "bakover". Rotasjonen fører til at kulen slår ut til høyre, men at den stabiliserer seg med litt endret retning. Dette foregår kontinuerlig og fører til at kulen hele tiden får spissen korrigert mot fartsretningen, (og til høyre). Kulespissen vil da bevege seg i en sirkel noenlunde rundt kulebanen. Dersom kulen har for mye spinn vil denne "selvjusteringen" ikke virke, og kulen vil stille seg på tvers av fartsretningen og velte, eller kulbutere som det heter på fagspråk. For riflepatroner av vanlig type er dette kun aktuelt når en skyter på svært lange hold eller med uegnede kuler. 

I artilleri er dette en viktig egenskap å ha kontroll på. Dagens nye ammunisjon til 155 mm har skuddvidde på over 40 km, og for å få presisjon må granaten ha akkurat riktig spinn slik at spissen følger så nær kulebanen som mulig. Det er også viktig for virkningen at den treffer med spissen først på alle avstander. En granat med for mye spinn er for stiv i kulebanene og gir dårligere presisjon.

Dette er kort og mye forenklet, men håper du forstår hovedpoenget.

[knallskudd]

Dette var gode svar, takk for at dere tok dere tiden