Дульная энергия пневматического оружия – теория и практика мощности
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.
Так в чем же сила?
Многие спецы с абсолютной и непоколебимой уверенностью будут доказывать вам, что дело в скорости. И чем скорость больше, тем ствол мощнее. В рамках одного боеприпаса это, безусловно, правда. Но при использовании пуль различной массы в итоговой мощности пистолета начинается разброс, причем весьма заметный.
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
Везде есть энергия, и при особом подходе все можно измерить. Мы же остановимся на стандартной классификации пневматического оружия с точки зрения дульной энергии с поправками на закон «Об оружии».
До 3 Дж, без указания калибра
Не оружие, образцы для первоначального обучения и развлекательной стрельбы. Много из мира хардбола в калибре 4,5 мм лежит именно в этом классе (МР-654к, МР-651кс, МР-661кс).
До 3 Дж, кал. 6-8 мм
«Аирсофт» пневматика. Большая часть имеет внешнюю схожесть с известными боевыми аналогами. Применяется в игре «Страйкбол», не оружие.
3,5 Дж, кал. 10 мм
Маркеры чуть более 3 Дж для пейнтбола, копирующие боевые аналоги. Не оружие, выступает спортивным снарядом.
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
Стандартные спортивные пейнтбольные маркеры. Спортивный снаряд.
До 25 Дж, любого калибра
Спортивная и охотничья пневматика. Приравнивается к огнестрельному, а поэтому требует разрешений и лицензий.
Свыше 25 Дж
Спортивная, охотничья, боевая пневматика. В РФ имеются проблемы с сертификацией подобных образцов в связи с отсутствием их в законе.
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.
Калькулятор дульной энергии для пневматики
Вылетающая из ствола пуля обладает массой, скоростью и некоторой начальной кинетической энергией. Эти факторы характеризуют убойность оружия и позволяют отнести его к нужной категории.
Дульную энергию рассчитывают как произведение одной второй массы на скорость в квадрате. Согласно законам аэродинамики, за счет трения поверхности пули о воздух ее скорость снижается с каждым пройденным отрезком дистанции. Соответственно, начальная кинетическая энергия тоже уменьшается. В рамках данной статьи рассмотрим, от чего зависит мощность выстрела, формулы расчета и классификацию духового оружия.
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.
Остается единственная переменная, на которую можно влиять физическим воздействием. В качестве инициатора толчка, придающего дроби начальное ускорение, выступает сменная пружина оружия. От ее внутреннего напряжения при сжимании зависит, с какой скоростью вылетит пуля из ствола.
В разных видах вооружения понятие калибр трактуется по-разному. Для огнестрельного оружия калибр — это расстояние между нарезами, для гладкоствольных ружей — диаметр канала ствола.
Из формулы видно, что для получения одного и того же показателя начальной кинетической энергии необходимо менять одну из переменных. Однако увеличивать массу до бесконечности физически невозможно, поэтому остается только одно — повышать ускорение. Чем выше будет скорость, тем выше будет пробивная способность и больше дальность полета пули. Поэтому превратить обычную винтовку в грозное оружие можно путем смены пружины.
Калькулятор дульной энергии для пневматики
Расчет дульной энергии пневматики
Владельцы пневматического оружия, а также желающие его приобрести, часто задаются вопросом, насколько оно мощное. Следует сразу отметить, что пробивная способность пули зависит от многих факторов, таких как прочность материалов, дальность цели и другие. Но основным все же является дульная энергия, измеряемая в Джоулях.
Она равна произведению половины массы на квадрат скорости: E=1/2*m*v^2, где m – вес, v – начальная скорость.
К примеру, кинетическая энергия пули пистолета Макарова при весе 6,3 грамма и скорости 330 м/с составляет 343 Дж, автомата Калашникова при скорости 900 м/с равна 1377 Дж. И это не предел для боевого оружия. У духовых ружей эти показатели намного меньше.
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.
Классификация пневматики по энергии
Любое изделие поддается классификации и определению. Пневматическое оружие в том числе. По принципу устройства их делят на:
- пружинно-поршневые. Кинетическую энергию пуле придает механизм, состоящий из пружины и поршня. Головка сжимает воздух, который впоследствии выталкивает снаряд из ствола. Перезаряжение производится за счет мускульной силы стрелка;
- электропневматические. Принцип действия совпадает с вышеописанным, но сжатие пружины происходит за счет энергии аккумуляторов;
- газобаллонные. Газ, находящийся под давлением в баллоне, во время стрельбы выталкивает шарики из ствола. Такие ружья часто используют в пейнтболе;
- предварительно накачиваемые. Сжатый воздух стрелок накачивает самостоятельно с помощью мускульной силы или компрессорного оборудования.
Во всех вышеперечисленных конструкциях начальную скорость пуле придает сжатый воздух. Поэтому оружие часто классифицируют по дульной энергии. Такое разделение необходимо с юридической составляющей. По мощности выстрела можно определить, на сколько оно опасно для человека и, соответственно, требует получение лицензии.
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
Эта категория оружия относится к группе мягкой пневматики. На жаргонном языке ее еще называют «Аэрсофт». Изготавливается с полной имитацией боевых видов стрелкового вооружения. В качестве боеприпасов выступают пластиковые шарики диаметром от 6 до 8 миллиметров. Заряжающий механизм приводится в действие с помощью электропривода, работающего от съемных аккумуляторов. Широкое применение оружие нашло в игре «Страйкбол».
3,5 Дж, кал. 10 мм
Еще одна категория безопасного оружия, используемого для развлечения. Также присутствует внешняя имитация боевых видов. Шарики из ствола выталкивает сжатый газ, обычно углекислый, который предварительно закачивают в специальные баллоны. Используют оружие для игр в «Пейнтбол».
до 7,5 Дж, кал. 4,5 мм
Спортивно-развлекательное оружие для обучения навыкам стрельбы и игры в «Хардбол». К этой категории относятся практически все виды разрешенного пневматического оружия. Они не требуют получения специального разрешения в МВД.
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
Сюда относятся спортивные и охотничьи ружья, пистолеты. Убойная сила такого оружия достаточно высока, поэтому его приравнивают к боевому огнестрельному. Требует получения разрешения и лицензии.
Свыше 25 Дж
Категория спортивной, охотничьей и боевой пневматики. В военном применении используется для отработки навыков стрельбы. В нашей стране оно не сертифицировано, поскольку в законодательстве не предусмотрены ружья с кинетикой более 25 Дж. Поэтому при покупке возможны проблемы с регистрацией.
Много ли 3 джоуля для пневматики или определение дульной энергии за 5 минут
Пуля наделена 3 свойствами – масса, дульная энергия, начальная скорость. Рассмотрение показателей в совокупности позволяет определить убойность оружия, а значит его категорию. 3 джоуля для пневматики это сколько – много или мало? На что способно оружие с такой мощностью?
Определение силы выстрела из пневматики
Мощность «воздушки» определяется как дульная энергия. Это сила, с которой снаряд вылетает из канала ствола. Единица измерения – Джоуль. Распространенным значением для «воздушек» считается 3 Дж, что в 30 раз ниже, чем у боевых аналогов – от 90 ед.
Сравнение мощности пневматических образцов
Согласно ФЗ «Об оружии», пневматика мощностью до 3 Дж считается конструктивно сходным с оружием изделием. Вывод – это не оружие, а «игрушка», находящаяся в свободной продаже. Имеют низкую убойную силу.
По показателю дульной энергии пневматическое оружие делится на 3 группы:
- До 7,5 ед.. – образцы малой мощности.
- Обозначение – F. От 7,5 до 16,3 ед. – изделия средней мощности.
- Обозначение – J. Более 16,3 ед. – мощные девайсы. Обозначение – FAC.
Оружейные компании указывают начальную скорость, как показатель мощности оружия.
Формула расчета дульной энергии
Расчет дульной энергии (ДЭ) пневматики выполняется по формуле:
- E – дульная энергия;
- m – масса боеприпаса;
- v – начальная скорость.
Для получения ДЭ необходимо массу снаряда (кг) умножить на начальную скорость (м/с), возведенную в квадрат, затем поделить полученное значение на 2.
Примеры вычисления
Сколько Джоулей в пневматике? Определяется единица измерения элементарно. Пулька – это движущееся тело. Чем выше ее начальная скорость (НС), тем мощнее «воздушка», из которой был произведен выстрел. Например, есть винтовки А и Б. Из образца А был выпущен снаряд N массой с НС 190 м/с. В образце Б снаряд был в 2 раза тяжелее, но хронометр показал тот же результат. Итог – винтовка А слабее Б, или показатель ДЭ в 2 раза ниже.
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.
| Расчет дульной энергии | Расчет начальной скорости | Расчет массы пули |
| m: 0,68 гр. | m: 0,68 гр. | E: 32.6 ед. |
| v: 310 м/с | E: 32.67 ед. | v: 310 м/с |
| Результат: 32.67 Дж. | Результат: 309.98 м/с | Результат: 0.68 гр. |
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
Оружие до 3 Дж имеет низкую пробивную способность, подходят только для развлечения. Фактическая мощность ряда моделей чуть больше 3 единиц, а снаряд редко разгоняется до 180 м/с (обычно это 120-130 м/с).
Использование пневматического оружия для самообороны незаконно и малоэффективно. Попадание пульки в человека из пневматики с дульной энергией 3 единицы не причинит ему существенного вреда. Плотную одежду шарик не пробьет, а тонкую – сможет, но «живая мишень» отделается синяком. Если пулька пробьет кожу, она не проникнет глубоко.
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:
- Технические характеристики изделия. Результаты стрельбы будут различны у моделей. С дистанции до 10 метров, выпущенный шарик из пистолета А навылет пробивает стеклянные бутылки, Пистолет Б отработал хуже – частичное пробитие, шарик остался внутри мишени.
- Количество неиспользованного углекислого газа. С каждым выстрелом давление в баллончике будет падать. Снижается разгон пули, а значит мощность пистолета.
Газобаллонный пистолет подходит для стрельбы с близкой дистанции. Что пробивает пневматика 3 Дж? Например, мишени:
- бумажные (спортивные);
- подручные (банки, бутылки, фрукты, картон, тонкий лист мягкого металла).
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.