Баллистика (наука)

БАЛЛИСТИКА (немецкий Ballistik, от греческого β?λλω - метать, бросать), наука, изучающая движение артиллерийских снарядов, авиабомб, мин, гранат и пуль (далее - снарядов), а также ракет, их боевых блоков, космических аппаратов и др. Характерной чертой такого движения является наличие двух участков - разгонного (активного) полёта, на котором тело получает запас кинетической энергии, и свободного (пассивного) полёта, где полученная энергия расходуется на преодоление сопротивления среды и силы тяжести. Баллистика основывается на законах теоретической и небесной механики, термо-, газо- и аэродинамики, теории горения порохов, теории вероятностей и математической статистики, теории управления и др. Главным методом баллистики является математическое моделирование с помощью вычислительной техники движения снарядов и ракет, которое описывается системой дифференциальных и других уравнений в детерминированной и стохастической постановках. Находит широкое применение в военном деле, космонавтике, криминалистике (смотри Баллистика судебная) и др.

Составными частями баллистики ствольных систем и ракет (реактивных снарядов) являются внутренняя и внешняя баллистика.

Внутренняя баллистика изучает движение снаряда в канале ствола орудия под действием газов, образующихся при сгорании метательного заряда, а также закономерности других процессов, происходящих при выстреле в канале ствола или камере сгорания ракеты. Основные разделы внутренней баллистики ствольных систем - пиростатика, пиродинамика и баллистическое проектирование оружия. Пиростатика изучает закономерности горения заряда и газообразования при сгорании его в постоянном объёме. Пиродинамика исследует процессы и явления, происходящие в канале ствола при выстреле, и устанавливает связь между конструктивными характеристиками канала ствола, условиями заряжания и различными физико-химическими и механическими процессами, протекающими при выстреле. Баллистическое проектирование оружия состоит в определении конструктивных данных канала ствола и условий заряжания, при которых снаряд данного калибра и массы получит при вылете заданную скорость. Внутренняя баллистика ракет рассматривает закономерности горения ракетного топлива при сравнительно небольшом постоянном давлении, определяет зависимость изменения давления газов в камере сгорания от времени, закономерности изменения силы тяги для обеспечения требуемой скорости ракеты, энергетические характеристики, массу и форму топлива, конструктивные параметры сопла, которые обеспечивают при заданной массе боевой части ракеты необходимую силу тяги.

Внешняя баллистика изучает движение ракет, снарядов и др. после прекращения их взаимодействия с пусковым устройством (стволом оружия, с истекающими из него газами), а также факторы, влияющие на это движение. Основные задачи, решаемые внешней баллистикой: определение параметров и элементов движения снаряда и ракеты при заданных начальных условиях (угле возвышения, начальной скорости и др.), силах, моментах и связях, действующих при движении; определение начальных условий полёта снаряда и ракеты для заданной полной дальности; расчёт влияния отклонений действительных условий стрельбы от табличных и поправок на них; исследование путей уменьшения рассеивания и определение его числовых характеристик; обоснование путей, обеспечивающих устойчивость движения снарядов и ракет; определение сил и моментов, действующих на снаряд и ракету в полёте; выявление влияния на движение конструктивных особенностей снарядов и ракет; оптимизация траекторий для получения наилучшего конструктивного решения оружия; определение характеристик ракет, движущихся по заданным траекториям, и др. Методами внешней баллистики пользуются также при изучении закономерностей движения космических аппаратов без воздействия управляющих сил и моментов.

Баллистика возникла в Древней Греции в основном благодаря деятельности Архимеда, связанной со строительством и применением метательного оружия (катапульт, баллист и др.). Дальнейшее развитие получила в научных трудах Н. Тартальи (16 век), Г. Галилея, Э. Торричелли, М. Мерсенна (17 век). Изучением движения снарядов в 17-18 веках занимались Х. Гюйгенс, П. Вариньон, И. Бернулли, Л. Эйлер и др. Выдающуюся роль в развитии баллистики в 19 веке сыграли российские учёные В. А. Анкудович, М. В. Остроградский, Н. В. Маиевский и др. В 20 веке мировую известность приобрели работы Н.Ф. Дроздова, И. П. Граве, Н. А. Забудского, Д. А. Вентцель, А. Н. Крылова, В.С. Пугачёва и др., связанные с решением основных задач и развитием методов расчёта в баллистике.

Лит.: Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. 3-е изд. М., 1962; Баллистика и навигация ракет. М., 1985; Постников А. Г., Чуйков. С. Внешняя баллистика неуправляемых авиационных ракет и снарядов. М., 1985; Дмитриевский А.А., Лысенко Л. Н.. Богодистов С. С. Внешняя баллистика. 3-е изд. М., 1991; Иванов Н.М., Дмитриевский А. А., Лысенко Л. Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. 2-е изд. М., 2004.