Calcule balistice pentru vinatoarea la distanta
Scris: 07 Mar 2013, 22:59
Calcule Balistice pentru Vinatoarea La Distanta
Calculele de mai jos sint preluate din cartea lui Brian Litz "Ballistics for Long Range Shooting". Atit fizica cit si matematica din carte sint solide (cel putin in acceptiunea mea). De asemenea experienta lui in competitie, istoria lui in balistica rachetelror cit si jobul lui ca si balistician la Berger Bullets face cartea cit se poate de credibila.
Notatii:
"+" e adunare
"-" e scadere
"*" e inmultire
"/" e impartire
"^" e ridicare la putere
1. Scalari
1.1 Scalari de viteza
Scenariul 1:
Sa presupunem ca vrem sa folosim un nou glont si vrem sa estimam ce viteza va avea cunoscind viteza altui proiectil din arma noastra.
Scenariul 2:
Producatorul incarca munitie cu un anumit proiectil, dar nu si cu o varianta mai grea al aceluiasi glont. Vrem sa stim cam ce viteza are avea, daca producatorul ar oferi munitie cu glontul dorit de noi, sau daca incarcam munitie in casa (pentru CEI CARE E LEGAL), ce viteza am putea obtine.
Vom face calculul prespunind ca pastram aceeasi presiune constanta in camera cartusului pentru ambele incarcaturi. Aceasta se traduce aproximativ, in aceeasi energie a loviturii. Practic, de obicei, energia cu gloante mai grele e mai mare. Deci viteza practica e un pic mai mare decit cea estimata, dar pentru o aproximatie rapida formula e buna.
Intrari:
- viteaza v1 a incarcaturii cunoscute
- masa m1 a glontului incarcaturii cunoscute
- masa m2 a glontului pentru care vrem sa facem estimarea de viteaza
Din calculul energetic avem:
m1*(v1^2) =m2*(v2^2)
Deci v2=v1*((m1/m2)^0.5) (1)
Exemplu:
O sa folosesc datele publicate de Hornady pentru calibrul 308 incarcat cu 150 grains si o sa incercam sa estimam viteza pentru 165 grains.
Intrari:
- v1= 2820 feet/second
- m1 = 150 grains
- m2 = 165 grains
v2=2820*((150/165)^0.5)= 2690 feet/second viteaza prezisa.
Viteza actuala publicata de Hornady pentru glontul de 165 grains este 2700 feet/seconds. Destul de aproape de predictie.
1.2 Scalari de coeficient balistic.
Scenariul 1:
Fabricantul are un nou glont nou care vrem sa-l folosim, dar nu a publicat coeficientul balistic. Stim insa coeficientul balistic la alt glont, din acelasi calibru, care aceeasi forma. Spre exemplu stim informatiile pentru 308 Wincester, Hornady Amax in 208 grains, si vrem sa estimam coeficientul balistic la 228 grains.
Scenariul 2:
Vrem sa facem o analiza la un glont din alt calibru dar stim doar varianta aceluiasi glont dintr-un calibru difeirt. Spre exemplu stim coeficientul balistic la 308 Wincheste Amax in 208 grains si vrem sa estimam coeficientul balistic pentru Amax in 338 Lapua Magnum.
Inainte de a vorbi de scalari, sa vorbim un pic de coeficientul balistic.
Coeficientul balistic se defineste ca fiind:
BC= (w*const)/(f*d^2) (2)
in care:
w- este greutatea
d- calibrul (diametrul adica)
f- este un factor de forma
Din (2) putem concluziona ca BC creste (deci proiectilul "zboara" mai bine) proportional cu cresterea greutatii glontului, si scade invers proprotional cu patratul calibrului.
Factorul de forma "f" depinde doar de forma glontului si se masoara experimental. Forma de asemenea nu depinde de calibru. Ca si analogie inchipuitiva ca glontul ar fi o bila. Bila e tot o bila si daca are diametrul de 5mm si daca e de 8mm. Pentru gloante nu e asa simplu de masurat factorul de forma. Se masoara experimental prin comparatia rezistentei aerodinamice cu un proiectil de referinta. Pentru modelul G1 este un tip de proiectil, pentru modelul G7 e alt tip. Pentru tragerile la distanta forma tipica a gloantelelor este ascutita si cu coada de barcutza (suna ciudat in romaneste, in engleza e boat tail). La modelul G1 proiectilul de referinta e mai bont la virf si se continua cu o portiune cilindrica, nu are coada de barcutza. Adica proiectilul de referinta ca si forma difera mult de gloantele folosite in tragerile la distanta. Din acest motiv factorul de forma masurat in modeul G1 difera in functie de viteza proiectilului, si deci in concluzie BC in modelul G1 va diferi in functie de viteza. Unii producatori dau doar BC (in modelul G1) la viteze mari pentru ca la viteze mari BC in modelul G1 e mai mare si....suna mai bine la marketing. Nu mint, dar ascund o parte din adevar. La viteze mici alura curbelor de rezistenta aerodinmaica difera mult intre proiectilul din modelul G1 si proiectiele de distanta. Deci la viteze mici BC in modelul G1 trebuie modificat ca sa se potriveasca cu gloantele de distanta. Deci BC in G1 la viteze mici va avea alta valoare decit BC la viteza mare, practic va fi mai mic, si ...nu suna bine la markeing. Alti producatori de gloante cum e Sierra dau BC in modelul G1 la diferite viteze, lucru mult mai onest. Problema este ca nu toate programele balistice accepta mai multi BC, pentru diferite viteze.
Toate problemele cu factorul de forma, si deci BC, in modelul G1 provin din faptul ca proiectilul de referinta in modelul G1 difera semnificativ de proiectilele moderne de tragere la distanta. Si asa a aparut modelul G7. Proectilul de referinta in modelul G7 se aseamana foarte mult cu proiectilele de tragere la distanta de azi, se aseamana atit de mult incit foarte multe din gloantele reale (pentru trageri la distanta) au factorii de forma care variaza doar cu pina la +/- 15 fata de proiectilul de referinta. Spre exemplu Lapua Scenar 155 grains in 308 are practic factorul de forma 0.988. Asadar factorul de forma pentru Lapua Scenar e aproape identic cu a proiectilului de referinta. Masuratorile au fost facute de Lapua cu radar dopler deci sint absolut de necontenstat.
Daca folosim modelul G7 pentru proiectilele de distanta, factorul de forma depinde putin de viteza, si deci e un model mult mai bun decit G1. Marele avantaj la aceasta "potrivire" este faptul ca BC in modelul G1 nu variaza atit de mult cu viteza si deci putem folosi un singur numar in programele balistice (care accepta G7) si obtinem o tabela balistica mult mai buna decit am obtine cu un singur BC in modelul G1.
Evident ca pentru proiectile cu alta alura/forma decit cele de distanta, modelul G7 nu mai e la fel de bun. Insa pentru proiectilele de distanta (ascutite si terminate cu coada de barcuta), e foarte potrivit. Asadar in continuare voi folosi in calcule, BC in modelul G7.
Si acum sa ne reintoarcem la scalari de coeficienti balistici. Din ecuatia (2) facind raportul a doi coeficienti balistici (BC2/BC1), putem deduce:
BC2=BC1 *(w2/w1)*(f1/f2)*((d1^2)/(d2^2)) (3)
Exemple:
Scenariul 1:
Coeficientul balistic la Amax 208 grains in 308 este BC=0.324 (in modelul G7). Oare cit e BC pentru noul proiectil Hornady BTHP de 225 grains, tot in 308?
Presupunind ca forma la proiectilul nou BTHP e asemanatoare cu Amax-ul stiut, adica acelasi unghi si forma a virfului, acelasi unghi la coada de barcutza, atunci cresterea de greutate se produce in special prin cresterea lungimii glontului. Daca unghiurile si forma virfului si coditzei sint aceleasi rezistenta aerodinamica nu difera mult intre Amax si noul BTHP. La BTHP-ul estimat rezistenta aerodinamica e un pic mai mare din cauza frecarii pe portiunea cilindrica dar asta are un procent mult mai mic decit virful si coditza. Asta inseamna ca factorii de forma din ecuatia (3) sint relativ identici. Diametrele stim ca sint identice fiind acelasi calibru si atunci ramine:
BC225=BC208*w225/w208=0.324*225/208= 0.35 Asadar pentru estimari balistice si comparatii putem folosi BC=0.35 pentru noul proiectil BTHP de 225 grains. Din pacate nu am gasit niciunde masurat BC pentru noul Amax, si nu pot sa stiu cit de buna e estimarea, dar oricum ma astept sa fie pe aproape, poate in +/- 5% sau mai bine.
Atentie la simplificari in formula (3). Factorii de forma pot fi diferiti, deci incercati sa comparati proiectile cu forme similare, altfel diferenta de factori de forma mareste eroarea de estimare.
Scenariul 2:
Coeficientul balistic la Amax 208 grains in 308 Winchester e BC= 0.324. Oare cit e pentru Amax 285 grains in calibrul 338 Lapua Magnum?
Tot din formula (3), presupunind ca factorul de forma va fi similar:
BC338=0.324*(285/208)*(308^2/338^2)=0.368. Masurat expermiental BC pentru Amax 285 grains in 338 Lapua magnum este 0.358. Asadar estimarea noastra n-a nimerit prea rau. Eroarea de estimare este de cca 2.9%, deci se verifica ipoteza initiala ca factorii de forma sint similari.
Estimarile de coeficient balistic, au o oarecare eroare, si sursa erorii e factorul de forma. De aceea pentru estimare trebuie ales glontul cu "alura" cea mai apropiata de glontul pe care vrem sa-l estimam. Insa chiar daca formele difera mai multicel, pentru ca folosim modelul G7 eroarea de estimare e mai mica decit pentru modelul G1.
1.3 Scalari de grupuri
Toti ne-am facut socoteli de genul arma mea trage un grup de 2cm la 100m deci la 300m pot lovi o tzinta de 2*3=6cm. Sau echivalentul in marimi britanice, arma trage 1 inch la 100 yards, inseamna ca la 1000 yards pot lovi to tinta de 10 inch (25,4 cm). Hmmm…din pacate socoteala de acasa chiar nu se potriveste cu cea din tirg. Oare de ce?
Ne-am obisnuit sa scalam grupurile liniar (1 inch la 100 yards, 2 la 200….etc.) dar scalarea lineara e de fapt o scalare … geometrica. Proiectilul in zbor e supus la o serie de efecte fizice care introduc erori (aceste efecte se manifesta si in absenta vintului). De asemenea dinamica de lansare a glontului din arma, are efectele ei fizice care introduc erori transversale in traictoria glontului (vibratii, viteze laterale..etc.). Aceste efecte actioneaza asupra proiectilului proportional cu timpul de zbor. Asadar pare logic sa scalam grupurile nu geometric, ci proportional cu timpul de zbor. Deci daca grupul la 100 yards este g100 si timpul de zbor la 100 yarzi este t100, la distanta "d", unde timpul de zbor este "td" vom avea un grup "gd"dat de:
gd=g100*td/t100 (4)
Hai sa vedem cum se potriveste formula in practica. Experimental s-au masurat grupurile la 187 de yarzi si 990 pentru 260 Remington cu Sierra Matchking 142 grains cu urmatoarele rezultate:
g187=1 inch
g990real= 7.5 inch masurat experimental
g990estimati cu timpul de zbor=6.8 inch= g187*t990/t187
g990 estimati linear= 5.3 inch = g187 *990/187
Estimarea folosind timpul de zbor a dat o predictie mai buna. Diferenta intre grupul estimat (folosind timpul de zbor) si grupul real poate fi explicat prin conditiile de vint din timpul masuratorilor (spre exemplu), erori de ochire…etc. care se adauga la predictia statistica.
Acelasi experiment pentru 308 folosind 155 grains Berger bullets.
g187=0.69 inch
g990=6.3 inch masurati experimental
g990 estimati folosind timpul de zbor = 5.1 inch
g990 estimate linear = 3.7 inch
Si in acest caz estimarea folsind timpul de zbor (ecuatia (4)) da o predictie mai buna.
Un pic de analiza a ecuatiei (4).
Din ecuatie vedem ca grupul depinde de timpul de zbor, care la rindul lui depinde de viteza initiala. Deci, avind 2 gloante cu aceeasi viteza intiala, si care trag cam acelasi grup la 100 yarzi, glontul cu BC cel mai mare, va avea grupul cel mai mic la distanta. Motivul fiind ca glontul cu BC mai mare va ajunge mai repede la tzinta.
2. Formula greutatii ideale a vinatului relativ la o anumita munitie/calibru
Edward Matunas in cartea lui "Big game rifles and Cartridges" a presentat faimoasa lui formula pentru greutatea vinatului care poate fi doborit cu anumit calibru/incarcatura:
OGW= (v^3)*(m^2)*1.5x(10^-12) (5)
OGW- optimal game weight (greutatea optima a vinatului)
v -viteza proiectilului
w - masa proiectilului
Formula este pentru marimi britanice. Daca se schima constanta de scalare se poate deduce si formula pentru marimi metrice.
Daca ne uitam un pic la formula, e de fapt produsul dintre energie si moment, inmultite cu o constanta de scalare care "potriveste" rezultatul cu masa vinatului. Deoarece formula are atit momentul cit si energia proiectilului, formula are o predictie buna, dar in opinia mea sufera un pic pentru ca nu considera calibrul si expandarea.
Formula nu reprezinta "o siguranta" in doborirea vinatlului cu masa respectiva. Pe linga energia si momentul proiectilului, exista mai multi factori care intervin in doborirea unui anumit vinat (constructia glontului, expandarea, calibrul, natura vinatului, etc.). Dar, intuitiv, energia si momentul glontului sint factori determinanti deci formula trebuie ca, estimeaza binishor. Luati formula ca "potentialul" incarcaturii respective.
Exemplu:
Ce vinat putem dobori cu 308 Winchester 150 grains lansat la 2800 feet/second. Din (5)
(2800^3)*(150^2)*1.5* (10^-12)=741 livre = 336 kg LA gura tevii.
Insa la gura tevii nu e chiar at it de interesant pentru tragerea la distanta. Hai sa socotim care e masa vinatului pe care il putem dobori la 300 yards (274m) . Folosind programul balistic peferat (fiecare avem al nostru, eu il folosesc cel de la Berger), vedem ca la 300 yards viteza glontului va fi 2140 feet/second. Asadar greutatea vinatului devine:
(2140^3)*(150^2)*1.5* (10^-12)=331 livre = 150 kg
Este interesant de aplicat formula pentru acelasi calibru pentru diferite distante, dar cu gloante de mase diferite.
Spre exemplu pentru 308 Winchester cu incarcatura de 155 grains, distanta letala pentru vinat de 300 pounds (130 kg) (maximum de greutate pentru caprior mascul aici) este de pina la 400 yards ( 365 m). Pentru acelasi 308 dar cu glont de 175 grains este de 475 yards (434m).
Pentru 300 Winchester Magnum cu 155 grains distanta letala pentru acelasi vinat de 300 pounds este 550 yards (502 m). Folosind 175 grains in 300 WM distanta letala pentru acelasi vinat devine 650 yards (594 m). Asadar un cistig de:
550-400=150 yards (137 m) pentru glontul de 155 grains (37% din distanta)
650-475=175 yards (160 m)) pentru glrontul de 175 grains (adica tot cca 37% din distanta)
Insa 300 WM are sufficient "benzina" sa "impinga" 210 grains fara sa aiba o traiectorie de furtun de gradina. Pentru 210 grains distanta letala, la vinat de 300 livre, devine 825 yards (754 m). Uaaauu, ditamai distanta. Teoretic si 308 Winchester poate azvirli 210 grains, dar vor fi tare leneshe. 308 Winchester nu se incarca uzual cu proiectile de asemnea greutate, dar sa zicem noi tinem mortzish sa o facem. Cu un pic de predictie de viteza, din (1) putem scala incarcatura de 308 de la ceva uzual, la 210 grains si vedem viteza intiala. Daca punem totul intr-un program balistic iese o distanta de vreo 625 yards (571 m) pentru 308 Winchester. Asadar 300 WM in acest caz ne extinde distanta cu:
825-625= 200 yards (182 m) adica cu cca 32%
Din comparatia dintre 308 Winchester si 300 Winchester Magnum, pare clar ca, pentru proiectile similare, 300 WM ne extinde distanta fata de 308 cu cca ~34% in medie.
Ok, acum stim cum sa socotim distanta la care diferite calibre pot sa doboare vinatul dorit (capra spre exemplu), insa sa nu ne bucuram prea repede. Aceasta este doar potentialul letal al calibrului. Ca sa doborim vinatul, trebuie sa-l si nimerim. Dupa cum o sa vedeti mai jos, asta este destul de greu in condtii de vint.. Insa mai mult de aitit, pentru vinatoarea la distanta mai e conditie, trebuie nimerit din prima lovitura.
3 Stabilitate giroscopica
E clar ca vrem sa folosim gloante cu BC cit mai mare pe care sa le lansam la viteze intiale cit mai mari. La grupuri, la energii, la caderi si vint (analiza de vint urmeaza separat)…etc, gloantele cu BC sint foarte foarte bune. Dar fizica e onesta, gloante cu BC mare inseamna gloante grele si lunguiete. Implicatia este ca trebuie stabilizate giroscopic si fiind lungi sint mai greu de stabilizat. Subiectul m-a pasionat de cind m-am hotarit sa-mi schimb teava la 300 WM. Apoi mi-a bagat violiv un spin si m-am pus pe cercetat si sapat. Mai jos e ce am gasit, si e aplicat in benchrest, si la targatorii de disanta.
Dupa cum stim glontul trebuie stabilizat prin rotatie giroscopica pentru ca e altfel static instabil. Fortele aerodinamice care actioneaza in cea mai mare parte la virf, fac un centru de presiune situat inspre virf. Acest centru de presiune formeaza un cuplu cu centrul de greutate. In lipsa roatiei giroscopice, acest cuplu intre centrul de greutate si cel de presiune ar face glontul sa faca "roata tiganului" in zbor, adica sa se dea peste cap. Prin rotatia glontului in jurul axei longitudinale se formeaza un moment giropscopic de inertie care se opune cuplului destabilizator. Daca viteaza de rotatie giroscopica e destul de mare, atunci si momentul de inertie e destul de mare ca sa se opuna fortelor aerodinamice destabilizatore si deci glontul ramine stabil pe traiectorie (sau are o precesie amortizata in jurul unei pozitii stabile). Factorul de stabilitiate se defienste ca fiind raportul:
SG=(Rigiditatea axei de rotatie a glontului) / (Cuplul aerodinamic de rotatie dat de rezistenta aerodinamica la viteza lineara) (6)
Se pune problema cit trebuie sa fie de mare rigiditatea axei de rotatie ca, glontul (de anumite dimensiuni, viteze, greutati) sa fie stabil.
Exista o formula a stabilitatii data de Miller. E de fapt o aproximare a unor ecuatii complicate si cu matematica "unduitoare", dar aproximatia lui Miller nimereste foarte bine. Formula calculeaza un factor de stabilitate (unitatile sint britanice) LA GURA TEVII. Formula nu e valbila pentru glontul in zbor:
Sg=((30*m)/((t^2)*(d^3)*l*(1+(l^2))))*((v/2800)^(1/3))*((temp+460)*29.92/((59+460)*pres)) (7)
Sg- coeficientul de stabilitate
m- masa glontului
t- pasul in calibre (adica raportul dintre lugimea pasului ghinturilor si calibru)
l- lungimea glontului in calibre (adica raportul din lungimea glontului si calibru)
v- viteza de lansare
temp -temperatura atmosferica in conditiile de tragere
pres- presiunea presinuea atmosferica in condtiile de tragere
Formula pare lunga dar numai odata a fost greu pina am pus-o intr-o tabela in Excel, dupa aia…gata.
Daca SG mai mic decit 1 glontul este instabil.
Daca SG este intre 1 si 1.4 stabiliatea e marginala
Daca SG este mai mare de 1.4 glontul e stabil intro plaja mare de conditii atmosferice.
Exemplu: Calibrul 308 Winchester cu glont de 155 grains tras din teava cu pasul de 13 inch. Glontul are 1.2 inch lungime, si e tras la viteaza de 3000 feet/second la temperatura atomseferica de 85 F si presiunea atmosferica de 28.5 inch coloana de mercur
SG=((30*155)/((13/0.308)^2*0.308^3 *(1.2/0.308)*(1+(1.2/0.308)^2)) *(3000/2800)^(1/3)*((85+460)*29.2/((59+460)*28.5)))
SG=1.6 …cool.
O observation interesanta din formula lui Miller. Dependenta de viteza este data de radacina cubic din v/2800. Adica daca marimba viteza de la 2800 feet/second la 3000 feet/second, factorial de viteza este 1.023. Deci factorul de stabiliteate se mareste cu 2.3%. Asadar mitul ca prin cresterea vitezei stabilitatea creste mult, nu e adevart. Creste, intradevar, dar creste putin. Daca stam sa ne gindim un pic, da stabilitatea creste prin cresterea vitezei pentru ca creste momentul giroscopic. Dar creste foarte mult si forta aerodinamica de rezitenta, si din raportul lor, per ansamblu factorul de stabilitiate creste putzintel.
Stim sa calculam stabiliatea la gura tevii. Dar oare ce se intimpla cu glontul in zbor. In zbor formula lui Miller nu mai e buna si trebuie sa ne intoarcem la formula (6). Hai sa ne gindim un pic ce se intimpla fizic cu proiectilul in zbor. Proiectilul inainteaza si pierde din viteza de translatie mult fata de cit pierde la viteza de rotatie. Motivul fiind ca rezistenta aerodinmiaca la viteza de translatie e mult mai mare deict rezistenta aerodinamica la roatie. Asadar pe parcursul zborului numaratorul din (6), adica "Rigiditatea axei de rotatie" scade mult mai putin decit rezistenta aerodinica lineara. Asadar glontul, in zbor CISTIGA STABILITATE. Phoooo…mi s-a luat o piatra de pe inima. Adica daca lansat proiectilul stabil, va ajunge la tzinta stabil. Mai mult, daca am lansat un proiectil la limita stabilitatii, dupa o anumita distanta, se va stabiliza.
Pe unele forumuri am citit spre exemplu ca 338 Lapua Magnum in 300 grains, nu e stabil decit dupa 300 yards. Acum stim de ce unii au ajuns la concluzia asta. Pentru ca au lansat proiectilul la limita stabilitatii, dar pe masura ce viteza lui a scazut, s-a stabilizat. Practic miscarea de precesie in jurul axei de zbor s-a amortizat. Sigur ca in opinia mea trebuie ales un pas al ghinturilor care sa stabilizeze proiectilul suficient de la inceput.
4 Probabilitatea de a lovi vinatul la distanta
Vrem sa incercam sa estimam care a probabilitatea de a lovi zona vitala a unui vinat la distanta. E plin internetul de lovituri la distante imense, ba sint si multe filmari pe yotube. Insa ce as vrem esta sa calculam care este probabilitea reala care ne ofera siguranta unei loviture fatale, lovitura repetabila, daca conditiile sint similare.
Sa luam un caz practic, o arma in 3006 care lanseaza un glont de 185 grains la 2850 feet/second si e capabila de o precizie de 1 MOA (1 inch la 100 yards). Adica carabina obisnuita de 700 USD de aici de pe raft, cu munitie comerciala mai bunicica (probabil un Hornady interlock, Amax..sau echivalente de la Federal..etc.). Grupul de 1 inch poate fi determinat pe cinstite la poligon, tragind vreo 5-6 grupuri si vazind pe cinstite ca arma e capabila de 1 inch in majoritatea cazurilor. Sa presupunem ca ne propunem sa tragem la 500 yards (457 m).
La 500 yards, vinatul pe care 3006 il poate dobori este din formula (5) de cca 200kg, adica se inscrie confortabil in vinat mediu. Sa zicem ca marimea zonei vitale la vinatul mediu este de 10 inch (cca 25 cm), si sa vedem cu ce precizie putem lovi pina acolo.
Distanta este deterministica in ziua de azi si se poate masura precis cu laserul. Variabilele care le avem in estimare, sint variatia vitezei de lansare si VINTUL. Sa presupunem ca munitia are o variatie de viteza de +/-30 feet/second (18.2 m/s) si noi putem estima vintul cu o eroare de cca +/-3 mile/ora. O eroare de estimare a vintului de +/- 3 mile/ora (4.6 km/ora) nu e usor de facut, in special pentru incepatori, pentru ca intervin multe variabile in estimarea vintuli. Probabil un incepator poate estima vintul cu cca +/-5 mile/ora (8 km/h).
Datorita distantei vom avea o scalare a grupului data de (4). Din calculatorul balistic, avem un timp de zbor la 100 yards t100=0.1084 secunde si la 500 yards t500=0.6154 secunde. Deci grupul scalat g500 devine:
g500=1*0.6154/0.1084 = 5.7 inches (14.47 cm)
Variatia de viteza la gura tevii va largi grupul pe verticala, iar eroarea de estimare a vintului il va largi grupul pe orizontala.
Mai intii calculul pe verticala. Cu eroare de 30 feet/second, viteza de lansare devine 2850+30=2880 feet/second. Din programul ballistic vedem ca la 500 yards glontul cade cca 49 inch (124.46 cm) la viteza de 2850. Daca il lansam cu 2880 cade mai putin cu 1.2 inch la 500 yards (cca 3 cm mai putin). Pentru ca variatia de viteza este sa fie +/- 30 feet/second variatia pe verticala este +/- 1.2 inch, adica 2.4 inch total (cca 6 cm) pe vertical. Asadar pe verticala grupul nostru g500=5.7 inch trebuie scalat cu 2.4 inch. Insa nu putem chiar aduna 5.7+2.4 pentru ca dispersia la distanta este statistica si se foloseste radicalul din suma patratelor. Adica pe vertical, considerind variatia de viteza, grupul devine:
(5.7^2 + 2.4^2)^(1/2) = 6.2 inch (15.74 cm)
Asadar pe verticala putem lovi cei 25 cm (zona vitala) cit se poate de confortabil.
Sa vedem pe orizontala. Daca punem acum din nou in programul balistic un vint de 3 mile/ora si avem o deviatie de 4.8 inch. Pentru ca variatia de estimare a vintului este +/- 3 mile/ora avem o eroare de +/- 4.8 inch, deci 9.6 inch total pe orizontala. Asadar grupul pe orizontala, considerind eroarea de estimare a vintului, devine:
(5.7^2 + 9.6^2)^(1/2) = 11.16inch (28.5 cm)
Ouch…. cu eroare de estimare a vintului de +/- 3 mile/ora (+/- 4.6 km/h) putem fi in afara zonei de 25 cm. Hai sa zicem ca acceptam o probabilitate a loviturii de 90%. In acest caz grupul pe orizontala este:
11.6*0.9= 10 inch (cca 25 cm)……adica abia abia reusim sa fim in zona vitala.
Asadar cu o arma de 3006 capabila de 1 MOA precizie, cu glont de 185 grains lansat la 2850 feet/second, cu o variatie a munitiei de +/- 30 feet/second si eroare de vint de +/- 3 miles/hour….abia abia reusim, sa lovim zona vitala la vinat mediu. Energetic n-avem probleme, dar precizia sufera mult din cauza estimarii de vint. Din nou vorbim de o lovitura pe care o putem produce consistent si reptabil, daca conditiile atmosferice se mentin.
Sa ne mai jucam un pic cu analiza. Sa presupunem o eroare de estimare a vintului de +/5 miles/hour (8 km/h). In acest caz grupuol pe orizontala devine de 43 cm si chiar daca consideram lovitura cu 90% sanse grupul pe orizontala tot e de 32 cm. Adica sanse mari de ranire a vinatului sau ratare.
Acum sa scadem precizia armei dar sa tinem eroare de estimare a vintului la 5 mile/ora. Sa zicem ca avem o arma cu o precizie extrema de 0.25 MOA adica 0.25 inch (0.63 cm) la 100 yards. Facind din nou toata socoteala:
pe verticala putem lovi in interiorul a 7.1 cm
pe orizontala putem lovi in interiorul a 40 cm. Chiar daca considerma sansa de 90% tot pe orizontala avem 30.6 cm.
ASADAR o scadere de 4 ori grupului (la 0.25 MOA) nu ne rezolva eroarea de vint. O arma cu un grup de 0.25 MOA CONSTANT e o arma care nu e 700 USD ci incepe de pe la 3000-4000 USD in sus. O crestere majora a pretului…care tot nu compenseaza nepriceperea.
Asadar un tragator antrenat cu echipament mediu va avea rezultate mai bune la distanta decit un incepator cu echipament foarte bun. Nu exista substitutie pentru antrenamentul la vint in tragerea la distanta.
Si nu am socotit decit distanta de 500 yards (457 m), daca insa mergem mai departe (700 yards, 800 yards,...etc.) problemele sint mult mai grave din cauza vintului. Nu vorbesc aici de lovitura ocazionalaci de capabilitatea de a lovi consitent la cea distanta consistent, IN CONDITII DE VINT.
Vintul presupune antrenament si nu exista substitut pentru asta. DAR putem totusi sa ne imbunatatim sansele cu echipament mai bun. Insa atentia nu trebuie indreptata in primul rind spre arma, ci spre glont/calibru..etc. Arma e doar a doua decizie. O sa dezbat asta intr-un topic separat, dedicat comparatiei calibrelor pentru distanta..
Merci,
CristianC
PS. Scuzati ortografia, original l-am scris in iulie/2011 si atunci am fost in timpul unui zbor si l-am scris dintr-o bucata, sa apuc sa-l termin pina la aterizare. Dupa 4 ore n-am mai avut energie de corectat. Va rog atentionati-ma de eventualele greseli. Socotelile ar trebui sa fie corecte pentru ca sint toate intr-o tabela de excel.
Calculele de mai jos sint preluate din cartea lui Brian Litz "Ballistics for Long Range Shooting". Atit fizica cit si matematica din carte sint solide (cel putin in acceptiunea mea). De asemenea experienta lui in competitie, istoria lui in balistica rachetelror cit si jobul lui ca si balistician la Berger Bullets face cartea cit se poate de credibila.
Notatii:
"+" e adunare
"-" e scadere
"*" e inmultire
"/" e impartire
"^" e ridicare la putere
1. Scalari
1.1 Scalari de viteza
Scenariul 1:
Sa presupunem ca vrem sa folosim un nou glont si vrem sa estimam ce viteza va avea cunoscind viteza altui proiectil din arma noastra.
Scenariul 2:
Producatorul incarca munitie cu un anumit proiectil, dar nu si cu o varianta mai grea al aceluiasi glont. Vrem sa stim cam ce viteza are avea, daca producatorul ar oferi munitie cu glontul dorit de noi, sau daca incarcam munitie in casa (pentru CEI CARE E LEGAL), ce viteza am putea obtine.
Vom face calculul prespunind ca pastram aceeasi presiune constanta in camera cartusului pentru ambele incarcaturi. Aceasta se traduce aproximativ, in aceeasi energie a loviturii. Practic, de obicei, energia cu gloante mai grele e mai mare. Deci viteza practica e un pic mai mare decit cea estimata, dar pentru o aproximatie rapida formula e buna.
Intrari:
- viteaza v1 a incarcaturii cunoscute
- masa m1 a glontului incarcaturii cunoscute
- masa m2 a glontului pentru care vrem sa facem estimarea de viteaza
Din calculul energetic avem:
m1*(v1^2) =m2*(v2^2)
Deci v2=v1*((m1/m2)^0.5) (1)
Exemplu:
O sa folosesc datele publicate de Hornady pentru calibrul 308 incarcat cu 150 grains si o sa incercam sa estimam viteza pentru 165 grains.
Intrari:
- v1= 2820 feet/second
- m1 = 150 grains
- m2 = 165 grains
v2=2820*((150/165)^0.5)= 2690 feet/second viteaza prezisa.
Viteza actuala publicata de Hornady pentru glontul de 165 grains este 2700 feet/seconds. Destul de aproape de predictie.
1.2 Scalari de coeficient balistic.
Scenariul 1:
Fabricantul are un nou glont nou care vrem sa-l folosim, dar nu a publicat coeficientul balistic. Stim insa coeficientul balistic la alt glont, din acelasi calibru, care aceeasi forma. Spre exemplu stim informatiile pentru 308 Wincester, Hornady Amax in 208 grains, si vrem sa estimam coeficientul balistic la 228 grains.
Scenariul 2:
Vrem sa facem o analiza la un glont din alt calibru dar stim doar varianta aceluiasi glont dintr-un calibru difeirt. Spre exemplu stim coeficientul balistic la 308 Wincheste Amax in 208 grains si vrem sa estimam coeficientul balistic pentru Amax in 338 Lapua Magnum.
Inainte de a vorbi de scalari, sa vorbim un pic de coeficientul balistic.
Coeficientul balistic se defineste ca fiind:
BC= (w*const)/(f*d^2) (2)
in care:
w- este greutatea
d- calibrul (diametrul adica)
f- este un factor de forma
Din (2) putem concluziona ca BC creste (deci proiectilul "zboara" mai bine) proportional cu cresterea greutatii glontului, si scade invers proprotional cu patratul calibrului.
Factorul de forma "f" depinde doar de forma glontului si se masoara experimental. Forma de asemenea nu depinde de calibru. Ca si analogie inchipuitiva ca glontul ar fi o bila. Bila e tot o bila si daca are diametrul de 5mm si daca e de 8mm. Pentru gloante nu e asa simplu de masurat factorul de forma. Se masoara experimental prin comparatia rezistentei aerodinamice cu un proiectil de referinta. Pentru modelul G1 este un tip de proiectil, pentru modelul G7 e alt tip. Pentru tragerile la distanta forma tipica a gloantelelor este ascutita si cu coada de barcutza (suna ciudat in romaneste, in engleza e boat tail). La modelul G1 proiectilul de referinta e mai bont la virf si se continua cu o portiune cilindrica, nu are coada de barcutza. Adica proiectilul de referinta ca si forma difera mult de gloantele folosite in tragerile la distanta. Din acest motiv factorul de forma masurat in modeul G1 difera in functie de viteza proiectilului, si deci in concluzie BC in modelul G1 va diferi in functie de viteza. Unii producatori dau doar BC (in modelul G1) la viteze mari pentru ca la viteze mari BC in modelul G1 e mai mare si....suna mai bine la marketing. Nu mint, dar ascund o parte din adevar. La viteze mici alura curbelor de rezistenta aerodinmaica difera mult intre proiectilul din modelul G1 si proiectiele de distanta. Deci la viteze mici BC in modelul G1 trebuie modificat ca sa se potriveasca cu gloantele de distanta. Deci BC in G1 la viteze mici va avea alta valoare decit BC la viteza mare, practic va fi mai mic, si ...nu suna bine la markeing. Alti producatori de gloante cum e Sierra dau BC in modelul G1 la diferite viteze, lucru mult mai onest. Problema este ca nu toate programele balistice accepta mai multi BC, pentru diferite viteze.
Toate problemele cu factorul de forma, si deci BC, in modelul G1 provin din faptul ca proiectilul de referinta in modelul G1 difera semnificativ de proiectilele moderne de tragere la distanta. Si asa a aparut modelul G7. Proectilul de referinta in modelul G7 se aseamana foarte mult cu proiectilele de tragere la distanta de azi, se aseamana atit de mult incit foarte multe din gloantele reale (pentru trageri la distanta) au factorii de forma care variaza doar cu pina la +/- 15 fata de proiectilul de referinta. Spre exemplu Lapua Scenar 155 grains in 308 are practic factorul de forma 0.988. Asadar factorul de forma pentru Lapua Scenar e aproape identic cu a proiectilului de referinta. Masuratorile au fost facute de Lapua cu radar dopler deci sint absolut de necontenstat.
Daca folosim modelul G7 pentru proiectilele de distanta, factorul de forma depinde putin de viteza, si deci e un model mult mai bun decit G1. Marele avantaj la aceasta "potrivire" este faptul ca BC in modelul G1 nu variaza atit de mult cu viteza si deci putem folosi un singur numar in programele balistice (care accepta G7) si obtinem o tabela balistica mult mai buna decit am obtine cu un singur BC in modelul G1.
Evident ca pentru proiectile cu alta alura/forma decit cele de distanta, modelul G7 nu mai e la fel de bun. Insa pentru proiectilele de distanta (ascutite si terminate cu coada de barcuta), e foarte potrivit. Asadar in continuare voi folosi in calcule, BC in modelul G7.
Si acum sa ne reintoarcem la scalari de coeficienti balistici. Din ecuatia (2) facind raportul a doi coeficienti balistici (BC2/BC1), putem deduce:
BC2=BC1 *(w2/w1)*(f1/f2)*((d1^2)/(d2^2)) (3)
Exemple:
Scenariul 1:
Coeficientul balistic la Amax 208 grains in 308 este BC=0.324 (in modelul G7). Oare cit e BC pentru noul proiectil Hornady BTHP de 225 grains, tot in 308?
Presupunind ca forma la proiectilul nou BTHP e asemanatoare cu Amax-ul stiut, adica acelasi unghi si forma a virfului, acelasi unghi la coada de barcutza, atunci cresterea de greutate se produce in special prin cresterea lungimii glontului. Daca unghiurile si forma virfului si coditzei sint aceleasi rezistenta aerodinamica nu difera mult intre Amax si noul BTHP. La BTHP-ul estimat rezistenta aerodinamica e un pic mai mare din cauza frecarii pe portiunea cilindrica dar asta are un procent mult mai mic decit virful si coditza. Asta inseamna ca factorii de forma din ecuatia (3) sint relativ identici. Diametrele stim ca sint identice fiind acelasi calibru si atunci ramine:
BC225=BC208*w225/w208=0.324*225/208= 0.35 Asadar pentru estimari balistice si comparatii putem folosi BC=0.35 pentru noul proiectil BTHP de 225 grains. Din pacate nu am gasit niciunde masurat BC pentru noul Amax, si nu pot sa stiu cit de buna e estimarea, dar oricum ma astept sa fie pe aproape, poate in +/- 5% sau mai bine.
Atentie la simplificari in formula (3). Factorii de forma pot fi diferiti, deci incercati sa comparati proiectile cu forme similare, altfel diferenta de factori de forma mareste eroarea de estimare.
Scenariul 2:
Coeficientul balistic la Amax 208 grains in 308 Winchester e BC= 0.324. Oare cit e pentru Amax 285 grains in calibrul 338 Lapua Magnum?
Tot din formula (3), presupunind ca factorul de forma va fi similar:
BC338=0.324*(285/208)*(308^2/338^2)=0.368. Masurat expermiental BC pentru Amax 285 grains in 338 Lapua magnum este 0.358. Asadar estimarea noastra n-a nimerit prea rau. Eroarea de estimare este de cca 2.9%, deci se verifica ipoteza initiala ca factorii de forma sint similari.
Estimarile de coeficient balistic, au o oarecare eroare, si sursa erorii e factorul de forma. De aceea pentru estimare trebuie ales glontul cu "alura" cea mai apropiata de glontul pe care vrem sa-l estimam. Insa chiar daca formele difera mai multicel, pentru ca folosim modelul G7 eroarea de estimare e mai mica decit pentru modelul G1.
1.3 Scalari de grupuri
Toti ne-am facut socoteli de genul arma mea trage un grup de 2cm la 100m deci la 300m pot lovi o tzinta de 2*3=6cm. Sau echivalentul in marimi britanice, arma trage 1 inch la 100 yards, inseamna ca la 1000 yards pot lovi to tinta de 10 inch (25,4 cm). Hmmm…din pacate socoteala de acasa chiar nu se potriveste cu cea din tirg. Oare de ce?
Ne-am obisnuit sa scalam grupurile liniar (1 inch la 100 yards, 2 la 200….etc.) dar scalarea lineara e de fapt o scalare … geometrica. Proiectilul in zbor e supus la o serie de efecte fizice care introduc erori (aceste efecte se manifesta si in absenta vintului). De asemenea dinamica de lansare a glontului din arma, are efectele ei fizice care introduc erori transversale in traictoria glontului (vibratii, viteze laterale..etc.). Aceste efecte actioneaza asupra proiectilului proportional cu timpul de zbor. Asadar pare logic sa scalam grupurile nu geometric, ci proportional cu timpul de zbor. Deci daca grupul la 100 yards este g100 si timpul de zbor la 100 yarzi este t100, la distanta "d", unde timpul de zbor este "td" vom avea un grup "gd"dat de:
gd=g100*td/t100 (4)
Hai sa vedem cum se potriveste formula in practica. Experimental s-au masurat grupurile la 187 de yarzi si 990 pentru 260 Remington cu Sierra Matchking 142 grains cu urmatoarele rezultate:
g187=1 inch
g990real= 7.5 inch masurat experimental
g990estimati cu timpul de zbor=6.8 inch= g187*t990/t187
g990 estimati linear= 5.3 inch = g187 *990/187
Estimarea folosind timpul de zbor a dat o predictie mai buna. Diferenta intre grupul estimat (folosind timpul de zbor) si grupul real poate fi explicat prin conditiile de vint din timpul masuratorilor (spre exemplu), erori de ochire…etc. care se adauga la predictia statistica.
Acelasi experiment pentru 308 folosind 155 grains Berger bullets.
g187=0.69 inch
g990=6.3 inch masurati experimental
g990 estimati folosind timpul de zbor = 5.1 inch
g990 estimate linear = 3.7 inch
Si in acest caz estimarea folsind timpul de zbor (ecuatia (4)) da o predictie mai buna.
Un pic de analiza a ecuatiei (4).
Din ecuatie vedem ca grupul depinde de timpul de zbor, care la rindul lui depinde de viteza initiala. Deci, avind 2 gloante cu aceeasi viteza intiala, si care trag cam acelasi grup la 100 yarzi, glontul cu BC cel mai mare, va avea grupul cel mai mic la distanta. Motivul fiind ca glontul cu BC mai mare va ajunge mai repede la tzinta.
2. Formula greutatii ideale a vinatului relativ la o anumita munitie/calibru
Edward Matunas in cartea lui "Big game rifles and Cartridges" a presentat faimoasa lui formula pentru greutatea vinatului care poate fi doborit cu anumit calibru/incarcatura:
OGW= (v^3)*(m^2)*1.5x(10^-12) (5)
OGW- optimal game weight (greutatea optima a vinatului)
v -viteza proiectilului
w - masa proiectilului
Formula este pentru marimi britanice. Daca se schima constanta de scalare se poate deduce si formula pentru marimi metrice.
Daca ne uitam un pic la formula, e de fapt produsul dintre energie si moment, inmultite cu o constanta de scalare care "potriveste" rezultatul cu masa vinatului. Deoarece formula are atit momentul cit si energia proiectilului, formula are o predictie buna, dar in opinia mea sufera un pic pentru ca nu considera calibrul si expandarea.
Formula nu reprezinta "o siguranta" in doborirea vinatlului cu masa respectiva. Pe linga energia si momentul proiectilului, exista mai multi factori care intervin in doborirea unui anumit vinat (constructia glontului, expandarea, calibrul, natura vinatului, etc.). Dar, intuitiv, energia si momentul glontului sint factori determinanti deci formula trebuie ca, estimeaza binishor. Luati formula ca "potentialul" incarcaturii respective.
Exemplu:
Ce vinat putem dobori cu 308 Winchester 150 grains lansat la 2800 feet/second. Din (5)
(2800^3)*(150^2)*1.5* (10^-12)=741 livre = 336 kg LA gura tevii.
Insa la gura tevii nu e chiar at it de interesant pentru tragerea la distanta. Hai sa socotim care e masa vinatului pe care il putem dobori la 300 yards (274m) . Folosind programul balistic peferat (fiecare avem al nostru, eu il folosesc cel de la Berger), vedem ca la 300 yards viteza glontului va fi 2140 feet/second. Asadar greutatea vinatului devine:
(2140^3)*(150^2)*1.5* (10^-12)=331 livre = 150 kg
Este interesant de aplicat formula pentru acelasi calibru pentru diferite distante, dar cu gloante de mase diferite.
Spre exemplu pentru 308 Winchester cu incarcatura de 155 grains, distanta letala pentru vinat de 300 pounds (130 kg) (maximum de greutate pentru caprior mascul aici) este de pina la 400 yards ( 365 m). Pentru acelasi 308 dar cu glont de 175 grains este de 475 yards (434m).
Pentru 300 Winchester Magnum cu 155 grains distanta letala pentru acelasi vinat de 300 pounds este 550 yards (502 m). Folosind 175 grains in 300 WM distanta letala pentru acelasi vinat devine 650 yards (594 m). Asadar un cistig de:
550-400=150 yards (137 m) pentru glontul de 155 grains (37% din distanta)
650-475=175 yards (160 m)) pentru glrontul de 175 grains (adica tot cca 37% din distanta)
Insa 300 WM are sufficient "benzina" sa "impinga" 210 grains fara sa aiba o traiectorie de furtun de gradina. Pentru 210 grains distanta letala, la vinat de 300 livre, devine 825 yards (754 m). Uaaauu, ditamai distanta. Teoretic si 308 Winchester poate azvirli 210 grains, dar vor fi tare leneshe. 308 Winchester nu se incarca uzual cu proiectile de asemnea greutate, dar sa zicem noi tinem mortzish sa o facem. Cu un pic de predictie de viteza, din (1) putem scala incarcatura de 308 de la ceva uzual, la 210 grains si vedem viteza intiala. Daca punem totul intr-un program balistic iese o distanta de vreo 625 yards (571 m) pentru 308 Winchester. Asadar 300 WM in acest caz ne extinde distanta cu:
825-625= 200 yards (182 m) adica cu cca 32%
Din comparatia dintre 308 Winchester si 300 Winchester Magnum, pare clar ca, pentru proiectile similare, 300 WM ne extinde distanta fata de 308 cu cca ~34% in medie.
Ok, acum stim cum sa socotim distanta la care diferite calibre pot sa doboare vinatul dorit (capra spre exemplu), insa sa nu ne bucuram prea repede. Aceasta este doar potentialul letal al calibrului. Ca sa doborim vinatul, trebuie sa-l si nimerim. Dupa cum o sa vedeti mai jos, asta este destul de greu in condtii de vint.. Insa mai mult de aitit, pentru vinatoarea la distanta mai e conditie, trebuie nimerit din prima lovitura.
3 Stabilitate giroscopica
E clar ca vrem sa folosim gloante cu BC cit mai mare pe care sa le lansam la viteze intiale cit mai mari. La grupuri, la energii, la caderi si vint (analiza de vint urmeaza separat)…etc, gloantele cu BC sint foarte foarte bune. Dar fizica e onesta, gloante cu BC mare inseamna gloante grele si lunguiete. Implicatia este ca trebuie stabilizate giroscopic si fiind lungi sint mai greu de stabilizat. Subiectul m-a pasionat de cind m-am hotarit sa-mi schimb teava la 300 WM. Apoi mi-a bagat violiv un spin si m-am pus pe cercetat si sapat. Mai jos e ce am gasit, si e aplicat in benchrest, si la targatorii de disanta.
Dupa cum stim glontul trebuie stabilizat prin rotatie giroscopica pentru ca e altfel static instabil. Fortele aerodinamice care actioneaza in cea mai mare parte la virf, fac un centru de presiune situat inspre virf. Acest centru de presiune formeaza un cuplu cu centrul de greutate. In lipsa roatiei giroscopice, acest cuplu intre centrul de greutate si cel de presiune ar face glontul sa faca "roata tiganului" in zbor, adica sa se dea peste cap. Prin rotatia glontului in jurul axei longitudinale se formeaza un moment giropscopic de inertie care se opune cuplului destabilizator. Daca viteaza de rotatie giroscopica e destul de mare, atunci si momentul de inertie e destul de mare ca sa se opuna fortelor aerodinamice destabilizatore si deci glontul ramine stabil pe traiectorie (sau are o precesie amortizata in jurul unei pozitii stabile). Factorul de stabilitiate se defienste ca fiind raportul:
SG=(Rigiditatea axei de rotatie a glontului) / (Cuplul aerodinamic de rotatie dat de rezistenta aerodinamica la viteza lineara) (6)
Se pune problema cit trebuie sa fie de mare rigiditatea axei de rotatie ca, glontul (de anumite dimensiuni, viteze, greutati) sa fie stabil.
Exista o formula a stabilitatii data de Miller. E de fapt o aproximare a unor ecuatii complicate si cu matematica "unduitoare", dar aproximatia lui Miller nimereste foarte bine. Formula calculeaza un factor de stabilitate (unitatile sint britanice) LA GURA TEVII. Formula nu e valbila pentru glontul in zbor:
Sg=((30*m)/((t^2)*(d^3)*l*(1+(l^2))))*((v/2800)^(1/3))*((temp+460)*29.92/((59+460)*pres)) (7)
Sg- coeficientul de stabilitate
m- masa glontului
t- pasul in calibre (adica raportul dintre lugimea pasului ghinturilor si calibru)
l- lungimea glontului in calibre (adica raportul din lungimea glontului si calibru)
v- viteza de lansare
temp -temperatura atmosferica in conditiile de tragere
pres- presiunea presinuea atmosferica in condtiile de tragere
Formula pare lunga dar numai odata a fost greu pina am pus-o intr-o tabela in Excel, dupa aia…gata.
Daca SG mai mic decit 1 glontul este instabil.
Daca SG este intre 1 si 1.4 stabiliatea e marginala
Daca SG este mai mare de 1.4 glontul e stabil intro plaja mare de conditii atmosferice.
Exemplu: Calibrul 308 Winchester cu glont de 155 grains tras din teava cu pasul de 13 inch. Glontul are 1.2 inch lungime, si e tras la viteaza de 3000 feet/second la temperatura atomseferica de 85 F si presiunea atmosferica de 28.5 inch coloana de mercur
SG=((30*155)/((13/0.308)^2*0.308^3 *(1.2/0.308)*(1+(1.2/0.308)^2)) *(3000/2800)^(1/3)*((85+460)*29.2/((59+460)*28.5)))
SG=1.6 …cool.
O observation interesanta din formula lui Miller. Dependenta de viteza este data de radacina cubic din v/2800. Adica daca marimba viteza de la 2800 feet/second la 3000 feet/second, factorial de viteza este 1.023. Deci factorul de stabiliteate se mareste cu 2.3%. Asadar mitul ca prin cresterea vitezei stabilitatea creste mult, nu e adevart. Creste, intradevar, dar creste putin. Daca stam sa ne gindim un pic, da stabilitatea creste prin cresterea vitezei pentru ca creste momentul giroscopic. Dar creste foarte mult si forta aerodinamica de rezitenta, si din raportul lor, per ansamblu factorul de stabilitiate creste putzintel.
Stim sa calculam stabiliatea la gura tevii. Dar oare ce se intimpla cu glontul in zbor. In zbor formula lui Miller nu mai e buna si trebuie sa ne intoarcem la formula (6). Hai sa ne gindim un pic ce se intimpla fizic cu proiectilul in zbor. Proiectilul inainteaza si pierde din viteza de translatie mult fata de cit pierde la viteza de rotatie. Motivul fiind ca rezistenta aerodinmiaca la viteza de translatie e mult mai mare deict rezistenta aerodinamica la roatie. Asadar pe parcursul zborului numaratorul din (6), adica "Rigiditatea axei de rotatie" scade mult mai putin decit rezistenta aerodinica lineara. Asadar glontul, in zbor CISTIGA STABILITATE. Phoooo…mi s-a luat o piatra de pe inima. Adica daca lansat proiectilul stabil, va ajunge la tzinta stabil. Mai mult, daca am lansat un proiectil la limita stabilitatii, dupa o anumita distanta, se va stabiliza.
Pe unele forumuri am citit spre exemplu ca 338 Lapua Magnum in 300 grains, nu e stabil decit dupa 300 yards. Acum stim de ce unii au ajuns la concluzia asta. Pentru ca au lansat proiectilul la limita stabilitatii, dar pe masura ce viteza lui a scazut, s-a stabilizat. Practic miscarea de precesie in jurul axei de zbor s-a amortizat. Sigur ca in opinia mea trebuie ales un pas al ghinturilor care sa stabilizeze proiectilul suficient de la inceput.
4 Probabilitatea de a lovi vinatul la distanta
Vrem sa incercam sa estimam care a probabilitatea de a lovi zona vitala a unui vinat la distanta. E plin internetul de lovituri la distante imense, ba sint si multe filmari pe yotube. Insa ce as vrem esta sa calculam care este probabilitea reala care ne ofera siguranta unei loviture fatale, lovitura repetabila, daca conditiile sint similare.
Sa luam un caz practic, o arma in 3006 care lanseaza un glont de 185 grains la 2850 feet/second si e capabila de o precizie de 1 MOA (1 inch la 100 yards). Adica carabina obisnuita de 700 USD de aici de pe raft, cu munitie comerciala mai bunicica (probabil un Hornady interlock, Amax..sau echivalente de la Federal..etc.). Grupul de 1 inch poate fi determinat pe cinstite la poligon, tragind vreo 5-6 grupuri si vazind pe cinstite ca arma e capabila de 1 inch in majoritatea cazurilor. Sa presupunem ca ne propunem sa tragem la 500 yards (457 m).
La 500 yards, vinatul pe care 3006 il poate dobori este din formula (5) de cca 200kg, adica se inscrie confortabil in vinat mediu. Sa zicem ca marimea zonei vitale la vinatul mediu este de 10 inch (cca 25 cm), si sa vedem cu ce precizie putem lovi pina acolo.
Distanta este deterministica in ziua de azi si se poate masura precis cu laserul. Variabilele care le avem in estimare, sint variatia vitezei de lansare si VINTUL. Sa presupunem ca munitia are o variatie de viteza de +/-30 feet/second (18.2 m/s) si noi putem estima vintul cu o eroare de cca +/-3 mile/ora. O eroare de estimare a vintului de +/- 3 mile/ora (4.6 km/ora) nu e usor de facut, in special pentru incepatori, pentru ca intervin multe variabile in estimarea vintuli. Probabil un incepator poate estima vintul cu cca +/-5 mile/ora (8 km/h).
Datorita distantei vom avea o scalare a grupului data de (4). Din calculatorul balistic, avem un timp de zbor la 100 yards t100=0.1084 secunde si la 500 yards t500=0.6154 secunde. Deci grupul scalat g500 devine:
g500=1*0.6154/0.1084 = 5.7 inches (14.47 cm)
Variatia de viteza la gura tevii va largi grupul pe verticala, iar eroarea de estimare a vintului il va largi grupul pe orizontala.
Mai intii calculul pe verticala. Cu eroare de 30 feet/second, viteza de lansare devine 2850+30=2880 feet/second. Din programul ballistic vedem ca la 500 yards glontul cade cca 49 inch (124.46 cm) la viteza de 2850. Daca il lansam cu 2880 cade mai putin cu 1.2 inch la 500 yards (cca 3 cm mai putin). Pentru ca variatia de viteza este sa fie +/- 30 feet/second variatia pe verticala este +/- 1.2 inch, adica 2.4 inch total (cca 6 cm) pe vertical. Asadar pe verticala grupul nostru g500=5.7 inch trebuie scalat cu 2.4 inch. Insa nu putem chiar aduna 5.7+2.4 pentru ca dispersia la distanta este statistica si se foloseste radicalul din suma patratelor. Adica pe vertical, considerind variatia de viteza, grupul devine:
(5.7^2 + 2.4^2)^(1/2) = 6.2 inch (15.74 cm)
Asadar pe verticala putem lovi cei 25 cm (zona vitala) cit se poate de confortabil.
Sa vedem pe orizontala. Daca punem acum din nou in programul balistic un vint de 3 mile/ora si avem o deviatie de 4.8 inch. Pentru ca variatia de estimare a vintului este +/- 3 mile/ora avem o eroare de +/- 4.8 inch, deci 9.6 inch total pe orizontala. Asadar grupul pe orizontala, considerind eroarea de estimare a vintului, devine:
(5.7^2 + 9.6^2)^(1/2) = 11.16inch (28.5 cm)
Ouch…. cu eroare de estimare a vintului de +/- 3 mile/ora (+/- 4.6 km/h) putem fi in afara zonei de 25 cm. Hai sa zicem ca acceptam o probabilitate a loviturii de 90%. In acest caz grupul pe orizontala este:
11.6*0.9= 10 inch (cca 25 cm)……adica abia abia reusim sa fim in zona vitala.
Asadar cu o arma de 3006 capabila de 1 MOA precizie, cu glont de 185 grains lansat la 2850 feet/second, cu o variatie a munitiei de +/- 30 feet/second si eroare de vint de +/- 3 miles/hour….abia abia reusim, sa lovim zona vitala la vinat mediu. Energetic n-avem probleme, dar precizia sufera mult din cauza estimarii de vint. Din nou vorbim de o lovitura pe care o putem produce consistent si reptabil, daca conditiile atmosferice se mentin.
Sa ne mai jucam un pic cu analiza. Sa presupunem o eroare de estimare a vintului de +/5 miles/hour (8 km/h). In acest caz grupuol pe orizontala devine de 43 cm si chiar daca consideram lovitura cu 90% sanse grupul pe orizontala tot e de 32 cm. Adica sanse mari de ranire a vinatului sau ratare.
Acum sa scadem precizia armei dar sa tinem eroare de estimare a vintului la 5 mile/ora. Sa zicem ca avem o arma cu o precizie extrema de 0.25 MOA adica 0.25 inch (0.63 cm) la 100 yards. Facind din nou toata socoteala:
pe verticala putem lovi in interiorul a 7.1 cm
pe orizontala putem lovi in interiorul a 40 cm. Chiar daca considerma sansa de 90% tot pe orizontala avem 30.6 cm.
ASADAR o scadere de 4 ori grupului (la 0.25 MOA) nu ne rezolva eroarea de vint. O arma cu un grup de 0.25 MOA CONSTANT e o arma care nu e 700 USD ci incepe de pe la 3000-4000 USD in sus. O crestere majora a pretului…care tot nu compenseaza nepriceperea.
Asadar un tragator antrenat cu echipament mediu va avea rezultate mai bune la distanta decit un incepator cu echipament foarte bun. Nu exista substitutie pentru antrenamentul la vint in tragerea la distanta.
Si nu am socotit decit distanta de 500 yards (457 m), daca insa mergem mai departe (700 yards, 800 yards,...etc.) problemele sint mult mai grave din cauza vintului. Nu vorbesc aici de lovitura ocazionalaci de capabilitatea de a lovi consitent la cea distanta consistent, IN CONDITII DE VINT.
Vintul presupune antrenament si nu exista substitut pentru asta. DAR putem totusi sa ne imbunatatim sansele cu echipament mai bun. Insa atentia nu trebuie indreptata in primul rind spre arma, ci spre glont/calibru..etc. Arma e doar a doua decizie. O sa dezbat asta intr-un topic separat, dedicat comparatiei calibrelor pentru distanta..
Merci,
CristianC
PS. Scuzati ortografia, original l-am scris in iulie/2011 si atunci am fost in timpul unui zbor si l-am scris dintr-o bucata, sa apuc sa-l termin pina la aterizare. Dupa 4 ore n-am mai avut energie de corectat. Va rog atentionati-ma de eventualele greseli. Socotelile ar trebui sa fie corecte pentru ca sint toate intr-o tabela de excel.