Proyectil - Projectile
Un proyectil es un misil propulsado por el ejercicio de una fuerza a la que se le permite moverse libremente bajo la influencia de la gravedad y la resistencia del aire . Aunque cualquier objeto en movimiento a través del espacio son proyectiles, se encuentran comúnmente en la guerra y los deportes (por ejemplo, una pelota de béisbol lanzada, una pelota de fútbol pateada , una bala disparada , una flecha lanzada, una piedra lanzada por una catapulta ).
En balística, las ecuaciones matemáticas de movimiento se utilizan para analizar las trayectorias de los proyectiles durante el lanzamiento, el vuelo y el impacto .
Fuerza motivadora
Las cerbatanas y los rifles neumáticos utilizan gases comprimidos, mientras que la mayoría de las demás pistolas y cañones utilizan gases en expansión liberados por reacciones químicas repentinas por propulsores como pólvora sin humo . Las pistolas de gas ligero utilizan una combinación de estos mecanismos.
Los cañones de riel utilizan campos electromagnéticos para proporcionar una aceleración constante a lo largo de toda la longitud del dispositivo, lo que aumenta en gran medida la velocidad de salida .
Algunos proyectiles proporcionan propulsión durante el vuelo por medio de un motor de cohete o un motor a reacción . En terminología militar, un cohete no está guiado, mientras que un misil es guiado . Tenga en cuenta los dos significados de "cohete" (arma y motor): un misil balístico intercontinental es un misil guiado con un motor de cohete.
Una explosión, ya sea por un arma o no, hace que los escombros actúen como múltiples proyectiles de alta velocidad. También se puede diseñar un arma o dispositivo explosivo para producir muchos proyectiles de alta velocidad mediante la ruptura de su carcasa, estos se denominan correctamente fragmentos .
Proyectiles de entrega
Muchos proyectiles, por ejemplo, proyectiles , pueden llevar una carga explosiva u otra sustancia química o biológica. Aparte de la carga explosiva, un proyectil puede diseñarse para causar un daño especial, por ejemplo, fuego (ver también armas térmicas tempranas ) o envenenamiento (ver también veneno de flechas ).
Proyectiles deportivos
En el movimiento de un proyectil, la fuerza más importante aplicada al 'proyectil' es la fuerza propulsora, en este caso las fuerzas propulsoras son los músculos que actúan sobre la pelota para hacer que se mueva, y cuanto más fuerte es la fuerza aplicada, más fuerza propulsora, que significa que el proyectil (la bola) viajará más lejos. Ver lanzamiento , bolos .
Proyectiles cinéticos
Un proyectil que no contiene una carga explosiva o cualquier otro tipo de carga útil se denomina un proyectil cinético , arma de energía cinética , ojiva energía cinética , ojiva cinética , vehículos destructores cinéticos o penetrador cinético . Las armas típicas de energía cinética son proyectiles contundentes como piedras y tiros redondos , puntiagudos como flechas y algo puntiagudos como balas . Entre los proyectiles que no contienen explosivos son aquellos lanzado desde cañones de riel , coilguns , y los conductores de masas , así como penetradores de energía cinética . Todas estas armas funcionan al alcanzar una alta velocidad de salida , o velocidad inicial, generalmente hasta hipervelocidad , y chocan con sus objetivos, convirtiendo la energía cinética asociada con la velocidad relativa entre los dos objetos en ondas de choque destructivas y calor. Otros tipos de armas cinéticas se aceleran con el tiempo mediante un motor de cohete o por gravedad. En cualquier caso, es esta energía cinética la que destruye a su objetivo.
Algunas armas cinéticas para apuntar a objetos en vuelos espaciales son las armas antisatélite y los misiles antibalísticos . Dado que para alcanzar un objeto en órbita es necesario alcanzar una velocidad extremadamente alta, su energía cinética liberada por sí sola es suficiente para destruir su objetivo; los explosivos no son necesarios. Por ejemplo: la energía de TNT es 4.6 MJ / kg, y la energía de un vehículo de muerte cinética con una velocidad de cierre de 10 km / s (22,000 mph) es 50 MJ / kg. En comparación, 50 MJ es equivalente a la energía cinética de un autobús escolar que pesa 5 toneladas métricas y viaja a 509 km / h (316 mph; 141 m / s). Esto ahorra un peso costoso y no hay que sincronizar con precisión la detonación . Sin embargo, este método requiere un contacto directo con el objetivo, lo que requiere una trayectoria más precisa . Algunas ojivas de golpe para matar están equipadas adicionalmente con una ojiva direccional explosiva para mejorar la probabilidad de muerte (por ejemplo, el misil Arrow israelí o el Patriot PAC-3 de EE. UU .).
Con respecto a las armas antimisiles, el misil Arrow y el MIM-104 Patriot PAC-2 tienen explosivos, mientras que el Interceptor de energía cinética (KEI), el Proyectil ligero exo-atmosférico (LEAP, utilizado en Aegis BMDS ) y el THAAD no ( ver Agencia de Defensa de Misiles ).
También se puede lanzar un proyectil cinético desde un avión. Esto se aplica reemplazando los explosivos de una bomba normal con un material no explosivo (por ejemplo, hormigón), para un impacto de precisión con menos daño colateral . Una bomba típica tiene una masa de 900 kg (2000 lb) y una velocidad de impacto de 800 km / h (500 mph). También se aplica para entrenar el acto de lanzar una bomba con explosivos. [1] Este método se ha utilizado en la Operación Libertad Iraquí y las operaciones militares subsiguientes en Irak mediante el acoplamiento de bombas de entrenamiento llenas de concreto con equipos de guía GPS JDAM , para atacar vehículos y otros objetivos relativamente "blandos" ubicados demasiado cerca de estructuras civiles para el uso de bombas convencionales de alto explosivo .
Un Golpe Global Rápido puede usar un arma cinética. Un bombardeo cinético puede involucrar un proyectil lanzado desde la órbita de la Tierra.
Un arma cinética hipotética que viaja a una fracción significativa de la velocidad de la luz, que generalmente se encuentra en la ciencia ficción, se denomina vehículo de muerte relativista (RKV).
Proyectiles alambrados
Algunos proyectiles permanecen conectados por un cable al equipo de lanzamiento después de lanzarlo:
- para orientación: misil guiado por cable (alcance de hasta 4.000 metros o 13.000 pies)
- para administrar una descarga eléctrica, como en el caso de un Taser (alcance de hasta 10,6 metros o 35 pies); Se disparan dos proyectiles simultáneamente, cada uno con un cable.
- para hacer una conexión con el objetivo, ya sea para remolcarlo hacia el lanzador, como con un arpón ballenero , o para atraer al lanzador hacia el objetivo, como lo hace un gancho de agarre .
- Munición de escopeta Bolo
Velocidades típicas de proyectiles
Proyectil | Velocidad | Energía cinética específica (J / kg) | |||
---|---|---|---|---|---|
(Sra) | (km / h) | (pies / s) | (mph) | ||
Objeto que cae 1 m (en el vacío, en la superficie de la Tierra) | 4.43 | 15,948 | 14,5 | 9,9 | 9,8 |
Objeto que cae 10 m (en el vacío, en la superficie de la Tierra) | 14 | 50,4 | 46 | 31 | 98 |
Tirado del club (lanzador experto) | 40 | 144 | 130 | 90 | 800 |
Objeto que cae 100 m (en el vacío, en la superficie de la Tierra) | 45 | 162 | 150 | 100 | 980 |
Dardo atlatl refinado (flexible) (lanzador experto) | 45 | 162 | 150 | 100 | 1.000 |
Disco de hockey sobre hielo ( slapshot , jugador profesional) | 50 | 180 | 165 | 110 | 1300 |
Perno de ballesta de pistola de tiro de 80 lb | 58 | 208,8 | 190 | 130 | 1.700 |
Flecha de guerra disparada desde un arco de guerra medieval de 150 libras | 63 | 228,2 | 208 | 141 | 2.000 |
Proyectil de impacto contundente disparado desde un lanzagranadas de 40 mm | 87 | 313.2 | 285 | 194,6 | 3,785 |
Paintball disparado desde el marcador | 91 | 327,6 | 300 | 204 | 4.100 |
Perno de ballesta de 175 libras | 97 | 349,2 | 320 | 217 | 4.700 |
Balín de Airsoft de 6 mm | 100 | 360 | 328 | 224 | 5,000 |
Carabina de aire comprimido BB 4.5 mm | 150 | 540 | 492 | 336 | 11.000 |
Balín de pistola de aire comprimido .177 "(rifle de aire de potencia magnum) | 305 | 878,4 | 1.000 | 545 | 29.800 |
9 × 19 mm (bala de una pistola ) | 340 | 1224 | 1,116 | 761 | 58.000 |
12,7 × 99 mm (bala de una ametralladora pesada ) | 800 | 2.880 | 2.625 | 1,790 | 320 000 |
German Tiger I 88 mm (carcasa del tanque- Pzgr.39 APCBCHE) | 810 | 2.899 | 2.657 | 1.812 | 328,050 |
5,56 × 45 mm (ronda estándar utilizada en muchos rifles modernos) | 920 | 3.312 | 3,018 | 2.058 | 470.000 |
20 × 102 mm ( cartucho de cañón estándar de EE. UU. Utilizado en cañones de combate) | 1.039 | 3.741 | 3.410 | 2,325 | 540 000 |
25 × 140 mm ( APFSDS , penetrador de tanque ) | 1.700 | 6.120 | 5.577 | 3.803 | 1.400.000 |
2 kg de tungsteno Slug (de Experimental Railgun ) | 3000 | 10,800 | 9,843 | 6.711 | 4.500.000 |
Vehículo de reentrada MRBM | Hasta 4.000 | Hasta 14.000 | Hasta 13.000 | Hasta 9.000 | Hasta 8.000.000 |
proyectil de una pistola de gas ligero | Hasta 7.000 | Hasta 25.000 | Hasta 23.000 | Hasta 16.000 | Hasta 24.000.000 |
Satélite en órbita terrestre baja | 8.000 | 29.000 | 26.000 | 19.000 | 32.000.000 |
Vehículo de muerte exoatmosférico | ~ 10,000 | ~ 36 000 | ~ 33 000 | ~ 22 000 | ~ 50 000 000 |
Proyectil (p. Ej., Desechos espaciales ) y objetivo ambos en órbita terrestre baja | 0-16 000 | ~ 58 000 | ~ 53 000 | ~ 36 000 | ~ 130 000 000 |
Partícula 7 T eV en LHC | 299,792,455 | 1.079.252.839 | 983571079 | 670,616,536 | ~ 6,7 × 10 20 |
Ecuaciones de movimiento
Un objeto proyectado en ángulo con la horizontal tiene componentes de velocidad tanto vertical como horizontal. La componente vertical de la velocidad en el eje y se da como mientras que la componente horizontal de la velocidad es . Hay varios cálculos para proyectiles en un ángulo específico :
1. Tiempo para alcanzar la altura máxima. Se simboliza como ( ), que es el tiempo que tarda el proyectil en alcanzar la altura máxima desde el plano de proyección. Matemáticamente, se da como donde = aceleración debida a la gravedad (aprox. 9,81 m / s²), = velocidad inicial (m / s) y = ángulo formado por el proyectil con el eje horizontal.
2. Tiempo de vuelo ( ): es el tiempo total que tarda el proyectil en retroceder al mismo plano desde el que se proyectó. Matemáticamente se da como .
3. Altura máxima ( ): es la altura máxima alcanzada por el proyectil O el desplazamiento máximo en el eje vertical (eje y) cubierto por el proyectil. Se da como .
4. Alcance ( ): El alcance de un proyectil es la distancia horizontal cubierta (en el eje x) por el proyectil. Matemáticamente, . El rango es máximo cuando el ángulo = 45 °, es decir .
Ver también
- Atlatl
- Balística
- Pólvora
- Bala
- Profundidad de impacto
- Bombardeo cinético
- Shell (proyectil)
- Punta de proyectil
- Uso de proyectiles por animales
- Flecha
- Dardo
- Misil
- Munición de honda
- Lanza
- Torpedo
- Alcance de un proyectil
- Basura espacial
- Trayectoria de un proyectil
Notas
Referencias
- Heidi Knecht (29 de junio de 2013). Tecnología de proyectiles . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4899-1851-2.