Балістика

Визначення і загальна характеристика

БАЛІ́СТИКА (нім. Ballistik, від лат. ballista — ядро, метальний снаряд, з грец. βáλλω — кидаю) — воєн­но-технічна наука про рух артилерійських і ре­активних снарядів, куль, мін, авіабомб, ракет, гарпунів під час стрільби чи пуску. Базується на вищій математиці, теоретичній механіці, газовій динаміці, термодинаміці, теорії вибухових речовин і порохів. Зʼясовує пита­н­ня залежності траєкторії польоту від низки чин­ників: швидкості згоря­н­ня пороху, сили тяжі­н­ня, опору повітря, тертя.

За характером сил, що діють під час стрільби на снаряд, міну, ракету в різні періоди їхнього руху, балістику поділяють на внутрішню і зовнішню. Перша ви­вчає рух снаряда (чи іншого тіла, механічна свобода якого обмежена певними умовами) в ка­налі ствола гармати під дією порохових газів, а також закономірності процесів, що від­буваються в ка­налі ствола або камері порохової ракети. Закономірності горі­н­ня пороху в по­стійно за­мкненому обʼємі ви­вчає один із основних роз­ділів внутрішньої балістики — піро­статика, рух снарядів і роз­шире­н­ня порохових газів ви­вчає центральний. роз­діл внутрішньої балістики — піродинаміка.

Зовнішня балістика при­значена для дослідже­н­ня руху снарядів (мін, куль, ракет і т. д.) після вильоту їх із ка­налу ствола (пускового при­строю), подальшого їх руху, а також чин­ники, що впливають на цей рух у ви­гляді зовнішніх умов польоту, що коригують дії, зміне­н­ня маси ре­активного снаряда (ракети), пере­міще­н­ня його центра маси вздовж корпусу. Зовнішня балістика ставить за мету одержа­н­ня вихідних даних для проектува­н­ня артилерійських і ракетних комплексів, снарядів і ракет до них; забезпече­н­ня ви­пробувань нових систем; скла­да­н­ня таблиць стрільби, за якими роз­вʼязуються задачі прицілюва­н­ня; узагальне­н­ня результатів стрільби та проведе­н­ня траєкторних вимірів і ви­значе­н­ня сил у польоті. Важливе зав­да­н­ня зовнішньої балістики — врахува­н­ня впливу руху носія озброє­н­ня (літака, корабля, бронемашини) на ви­значе­н­ня початкових умов.

У ре­активних снарядів горі­н­ня порохових зарядів мало залежить від руху снаряда, але водночас параметри траєкторії ви­значаються рухом снаряда під час процесу горі­н­ня. Тому внутрішня балістика ре­активних снарядів не роз­глядає пита­н­ня походже­н­ня сил, а лише досліджує їх вплив на рух снаряда під час горі­н­ня палива. До зовнішньої балістики належить також задача аналізу руху снаряда після припине­н­ня дії ре­активної сили (пасивна ділянка траєкторії), де моніторинг руху майже цілком збігається з характеристиками для звичайних артилерійських снарядів. Важливе місце в балістичних роз­рахунках за­ймає газодинаміка, яка ви­вчає явища, повʼязані з рухом і стіка­н­ням газів із ка­налу ствола крізь сопло ре­активних снарядів і мін у період післядії.

Балістика виникла у 16 ст. Однією з перших праць з цієї галузі знань була книга ві­домого італійського математика Н. Тартальї «Nova Scientia» («Нова наука», 1537). Він довів, що траєкторія польоту снаряда є кривою лінією і максимальна дальність польоту від­повід­ає куту 45°. Термін «Б.» за­пропонував 1694 ві­домий французький учений М. Мерсенн. У 17 ст. фундаментальні принципи зовнішньої балістики встановили Е. Тор­річел­лі, М. Мерсенн і Ґ. Ґалілей, який роз­робив параболічну теорію руху снаряда. Перші дослідже­н­ня про вплив сили опору на траєкторію снаряда належать І. Ньютону («Mathematical Principles of Natural Philosophy» / «Математичні начала натуральної філософії», 1686). У 17–18 ст. досліджували рух снарядів Х. Гюйґенс, П. Варіньон, Л. Ейлер та ін. Екс­периментальні й теоретичні основи внутрішньої балістики були закладені у 18 ст. в працях Б. Робінса, Ч. Хет­тона, Д. Бернул­лі та ін.

Першим професором з балістики в Російській імперії був В. Анкудович. У 1856–58 видатний український математик М. Остро­градський очолював кафедру балістики Михайлівської артилерійської академії в С.-Петербурзі (нині Військова академія ім. Петра Великого, Москва). Його роботи були присвячені теорії руху сферичних снарядів у повітрі та ви­вчен­ню впливу по­стрілу на лафет гармати. Автором першого під­ручника з курсу зовнішньої балістики був російський учений М. Маїєвський (1870). У 19 ст. були встановлені закони опору повітря (закони М. Маїєвського, М. Забудського, Гаврський закон, закон Сіач­чі). Роз­робку методів роз­рахунку траєкторій снарядів, теорії поправок, за­стосува­н­ня досягнень аеродинаміки в зовнішній балістиці здійснювали видатні науковці, які 1918–26 працювали в Комісії особливих артилерійських досліджень: академіки М. Жуковський, О. Крилов, С. Чаплигін, професори В. Трофимов, Д. Вентцель, Б. Окунєв, Г. Оп­поков та ін.

В Україні у 20–30-х рр. 20 ст. пита­н­ня зовнішньої балістики роз­робляли учні видатного науковця Д. Ґраве, серед яких насамперед проф. Київського університету, член-кореспондент АН УРСР М. Орлов. Під час 2-ї світової війни під керівництвом академіка АН СРСР С. Християновича були проведені екс­периментальні й теоретичні роботи з під­вище­н­ня купчастості стрільби ре­активними снарядами. Чин­ники, які впливають на купчастість стрільби мінами, ви­вчав В. Кириченко (кін. 40-х рр. 20 ст.). Пита­н­ня балістики ре­активних снарядів, зокрема роз­рахунку їхніх траєкторій, були роз­роблені у працях Ф. Гантмахера та ін. (40–50-і рр. 20 ст.).

Зна­н­ня з балістики знаходить важливе практичне за­стосува­н­ня в астродинаміці, оскільки методами зовнішньої балістики користуються при ви­вчен­ні закономірностей руху космічних апаратів і керованих ракет; в медицині (ви­вче­н­ня траєкторії куль при їх потраплян­ні в тканини біо­логічних обʼєктів); а також у криміналістиці, де виділяють навіть судову балістику в окремий роз­діл криміналістичного зброє­знавства, що слугує основою екс­пертизи вогнепальної зброї та набоїв.

У часи повномас­штабної російської війни проти України слово «балістика» в роз­мовному мовлен­ні українці часто вживають для по­значе­н­ня російських балістичних та аеробалістичних ракет, політ яких частково або повністю від­бувається за балістичною траєкторією. Такі ракети вважають за­звичай складними цілями для систем протиповітряної оборони. До них належать, зокрема, оперативно-тактичний ракетний комплекс «Іскандер-М», радянська ракета «Точка-У», а також аеробалістична ракета Х-47М2 «Кинджал», яку запускають з літаків-носіїв.

Літ.: Tartaglia N. Nova scientia. Venice, 1537; Граве И. П. Внутре­н­няя бал­листика. Пиродинамика. Ленин­град, 1933–37. Вып. 1–4; Окунев Б. Н. Основы бал­листики. Москва, 1943. Т. 1, кн. 1–2; Вентцель Д. А. Работы Н. В. Маиевского по теории вращательного движения продолговатого снаряда. Москва, 1952; Кириченко В. Д. Бал­листика: Учеб. пособ. Ленин­град, 1957; Шапорев Ю. Н. Внешняя бал­листика: Учеб. пособ. К., 1968; Лопатьєв А., Ткачек В., Карасьов В. Математичні аспекти зовнішньої балістики // Physical Education Theory and Methodology. 2007. Vol. 9; R.L. McCoy. Modern Exterior Ballistics: The Launch and Flight Dynamics of Symmetric Projectiles. Schiffer Publishing, 2012; Величко Л., Петрученко О., Терещук та ін. Зовнішня балістика снаряда, випущеного з гаубиці // Військово-технічний збірник. 2021. Вип. 24; Дудуш А. С., Меленті Д. О., Резніченко О. А. Аналіз можливостей комплексу ППО/ПРО “Patriot” щодо оборони обʼєктів від сучасних балістичних ракет // Системи обробки інформації. 2022. № 2; Основи бо­йового за­стосува­н­ня артилерійської гармати: під­ручник / П. Є. Трофименко та ін. Суми, 2023.

Г. О. Бойко

Завантажити статтю