Współczynnik balistyczny BC pocisku
Współczynnik balistyczny jest parametrem określającym zdolność pocisku, do pokonywania oporu aerodynamicznego ośrodka w którym przemieszcza się na zadanej trajektorii lotu.
Wpływ ośrodka na trajektorię lotu pocisku
Pocisk pokonując przestrzeń pomiędzy strzelcem a celem porusza się w wybranym ośrodku, zazwyczaj ośrodku gazowym którym jest powietrze atmosferyczne. Powietrze nie jest jednorodnym medium, może być bardziej, lub mniej gęste, w zależności od aktualnie panującego ciśnienia atmosferycznego, temperatury oraz wilgotności. Powietrze może być bardziej wilgotne lub mniej, natomiast w trakcie opadów radykalnie wzrasta gęstość ośrodka.
Pociski wykonane z materiałów o tej samej gęstości oraz geometrii, wraz ze zwiększeniem kalibru, osiągną zdecydowanie większą wartość współczynnika balistycznego
Ziarnko piasku bez trudu może zostać uniesione przez wiatr, lecz duży kamień nawet nie drgnie, ponieważ masa przyrasta szybciej niż powierzchnia oporu czołowego.
Powodem wzrostu współczynnika balistycznego wraz ze wzrostem kalibru, jest przyrost masy proporcjonalny do trzeciej potęgi przekroju poprzecznego. Natomiast przyrost oporu aerodynamicznego jest proporcjonalny do drugiej potęgi przekroju poprzecznego. Przekrój poprzeczny zazwyczaj zbliżony jest lub równy kalibrowi pocisku. A więc opór aerodynamiczny wzrośnie, lecz masa pocisku jeszcze bardziej wzrośnie, a przecież energia kinetyczna jest zakumulowana „wewnątrz” masy pocisku.
Innymi słowy – wraz ze wzrostem objętości kuli, masa wzrasta do trzeciej potęgi a powierzchnia oporu czołowego tylko do drugiej potęgi.
Jeżeli zwiększymy średnicę kuli dwa razy to powierzchnia kuli wzrośnie czterokrotnie, czyli powierzchnia wzrośnie w funkcji kwadratowej do średnicy. Natomiast objętość kuli wzroście ośmiokrotnie, czyli objętość wzrośnie do sześcianu, więc masa kuli również wzrośnie ośmiokrotnie, więc do trzeciej potęgi.
A więc powierzchnia czołowa kuli czyli półsfera, również wzrośnie do kwadratu, powodując proporcjonalny wzrost oporu powierza do wzrostu powierzchni czołowej. Należy pamiętać, że wzrost całej powierzchni kuli ma istotny wpływ na wielkość całkowitego oporu, a nie tylko sama czołowa półsfera. Natomiast czołowa półsfera przejmuje największą część tego oporu. Objętość kuli jest 6,666666666666666 x większa od jej powierzchni, i jest to stały stosunek objętości do powierzchni.
Liczby nie kłamią, więc warto używać matematyki w celu rozwiązywania problemów
Jak więc wykazałem, masa pocisku jest tu decydująca, ponieważ czym cięższy śrut, tym mniej jest wyhamowywany poprzez opór powietrza. Z punku widzenia balistyki, duża masa jest na plus, czym większa masa, tym lepiej. Natomiast większy kaliber wpływa negatywnie, ponieważ jednocześnie wzrasta powierzchnia czołowa, stawiająca większy opór aerodynamiczny. To właśnie współczynnik balistyczny BC wskazuje, czy ten opór spowoduje zmniejszenie prędkości, czy większa masa bardziej przeciwstawi się naporowi powietrza. Większy kaliber powoduje większe opory powietrza wyhamowujące pocisk, lecz większa masa pozwala donieść więcej energii zmagazynowanej w większej masie pocisku.
Więc tak, zwiększając kaliber zwiększamy powierzchnię naporu powietrza do kwadratu wzrostu powierzchni, lecz jednocześnie masa wzrośnie nam do sześcianu. Więc czym większy, ale zatem i znacznie cięższy pocisk (śrut), tym będzie miał mniejszą utratę energii kinetycznej. Jest to spowodowane wzrostem współczynnika balistycznego BC pocisku. Jednocześnie zmniejszy się również opad, oraz więcej energii zakumulowanej w masie pocisku doleci do celu.
Te zależności mają istotny wpływ na balistykę zewnętrzną
Wielkość współczynnika balistycznego jest wprost proporcjonalna do masy, lecz odwrotnie proporcjonalna do wielkości współczynnika kształtu pocisku oraz kwadratu powierzchni przekroju poprzecznego. Czym większa wartość współczynnika balistycznego, tym pocisk skuteczniej przeciwstawia się oporom aerodynamicznym, wolniej wytracając prędkość zadaną w początkowej fazie lotu. Kolejną korzyścią wynikającą ze wzrostu współczynnika balistycznego, jest zmniejszona podatność pocisku na podmuchy wiatru.
Do obliczenia dokładnej trajektorii lotu pocisku, zakończonej precyzyjnym trafieniem w cel, potrzebna jest znajomość kilku czynników:
- Prędkość początkowa pocisku
- Masa pocisku
- Współczynnik balistyczny pocisku
- Współczynnik kształtu pocisku
- Odległość do celu
- Kąt rzutu pocisku
- Parametry ośrodka czyli powietrza atmosferycznego a więc ciśnienie, wilgotność i temperatura.