регистрация или вход

Ветер, физика, биатлон

Ветер, физика, биатлон
Ветер, ветер —
На всем божьем свете!
А. Блок.

Нужна ли физика биатлонисту? Думаю нужна. Естественно, грамотному и думающему. Чтобы метко стрелять надо многое уметь и знать.

Небольшой экскурс в физику полета пули.

Кроме силы тяжести, отклоняющей пулю вниз по баллистической кривой, есть еще и сила, отклоняющая ее вбок. Так называемая деривация. Так как при выстреле из нарезного оружия пуля закручивается, то на нее действует сила вращательного движения и сопротивления окружающей среды — воздуха. Но вращающаяся пуля представляет себя с позиции физики гироскоп, который взаимодействуя с набегающим на него потоком воздуха, начинает отклоняться перпендикулярно плоскости вращения.

Пово­рот оси происходит в сторону вращения. Это означает, что направление смещения траектории пули совпадает с направлением нарезки ствола. А так как нарезка ствола закручена по часовой стрелке, то и пуля отклоняется вправо. Это и есть деривация. Ничего страшного в этом названии и уж тем более в этом явлении нет, все это незаметно устраняется на пристрелке.

Для справки: у снайперов на дистанции в 1000 метров это отклонение составляет до 60 см.

Но вот при боковом ветре возникает еще одна сила, которая кроме бокового отклонения, добавляет и вертикальную составляющую.

Эффект, который возникает при ветре, носит название: эффект Магнуса.

Там, где вращение пули совпадает с направлением ветра, скорость воздуха возрастает, а с противоположной уменьшается. Возникает разница давлений и пуля отклоняется вверх или вниз. Т.е. если боковой ветер справа, то пуля отклоняется вниз. Там меньше давление. При левостороннем ветре, соответственно, вверх.

Стоит ли учитывать эти отклонения и насколько они велики, право не знаю. Это надо проводить эксперименты на тренировках. Но вполне возможно, когда пуля попадает в габарит и мишень не закрывается, те доли миллиметров, на которые отклонилась пуля из-за этих влияний, может стоить медали.


    Комментарии читателей 24
    1. Кому интересно про баллистику тут дотошней: ada.ru

    2. Сходил и сюда: helpiks.org
    Старовато, разве что для экскурса — Пономарев П. Д. Прикладная баллистика для стрелка. Воениздат, 1939, стр.84 и 85.

    3. Про кучность пробоин:
    - вообще то отдельно сей момент рассматривать — смысла не вижу. Всегда глядел как на возможности комплекса «патрон + оружие + стрелок». Поэтому завал мушки — это у же отсутствие стрелка и стреляет винтовка куда хочет сама;
    - сначала опытно находится кучная навеска пороха вообще то, под пульку с определённым БК (баллистический коэффициент) под определённый с допусками-посадками ствол;
    - станком проверяется возможность боя оружия разными патронами с различными пулями — как основное КУЧНОСТЬ, стрелок его пристреливает и подгоняет «под себя» формы и просто обязан «тянуться ко станку» по кучности. В биатлоне пулька лишь ОДНА — свинцовая и не думаю, чтобы сильно различались у разных производителей БК. В падении траектории на 50 м разве что будет 1-1,5 см разницы, но куча в 5-10 мм для 45 мм останется всё равно.

    4. 2 декабря 2016 (13:18, пятница) Владимир Хрусталев:
    «Там, где вращение пули совпадает с направлением ветра, скорость воздуха возрастает, а с противоположной уменьшается.»
    НичччО не понял — печаль.

    5.2 декабря 2016 (13:18, пятница) Владимир Хрусталев:
    «Для справки: у снайперов на дистанции в 1000 метров это отклонение составляет до 60 см.»

    Точнее было бы указать предел отклонения «ОТ» и «ДО» — например от 40 до 60 см. У Вас получается так, что в 1000 м деривация может равняться и НУЛЮ — такого не встречал:
    - «НОЛЬ» ведь тоже «до 60 см».

    Деривация: wikipedia.org Почему то в «Вике» промолчали про конструкцию пули.
    Хрусталев Владимир Федорович, спасибо за статью. Читаю в третий раз и с тем же интересом!
    Статья о марафоне (в моём понимании морафон), Н20, голодании удивительно интересна!
    Всегда с большим уважением к Вам!
    К сожалению для автора все перепутано! И думаю каждый тренер и биатлонист боле менее высокого уровня знает баллистику выстрела. Да что они? Даже я знаю, эксперименты все давно уже проведены и в книгах описаны
    Хрусталев Владимир Федорович, спасибо! Интересно почитать было!
    Александра! Еще раз спасибо за помощь. Но очевидно мой комп не хочет это делать. Попробую пригласить спеца, может он поможет это сделать.
    Почитала материал по ссылкам относительно специальной оружейной смазки и ее влияния на кучность стрельбы. Интересно. А как сейчас у наших и не наших спортсменов, применяют ли какие-нибудь спец. составы для помощи в стрельбе? По логике, лыжи же не запрещают мазать для улучшения скольжения, почему бы и в стрельбе не помочь.

    Владимир Федорович, вот рисунок по деривации.

    Способ воспроизводства такой: нажать правой кнопкой мыши на изображение в интернете и выбрать «копировать URL картинки», а потом в комментарии поставить курсор на то место, где предполагается график и нажать Ctrl+V.

    Но в комментариях отражается не вся картинка — надо нажать на нее, чтобы посмотреть полностью. В тоже время рисунки можно вставить в самом блоге, а не в комментариях, ведь текст блога можно редактировать. Если поставите картинки в блоге, то они будут видны полностью, а это удобнее для просмотра и восприятия информации.

    Обращаю внимание, что в блог надо вставлять немного по-другому, чем в комментарии (нажать правой кнопкой мыши на изображение и выбрать именно «копировать картинку», а не «копировать URL картинки», и потом в блоге поставить курсор на то место, где предполагается график и нажать Ctrl+V). ok-t.ru
    Очень интересный блог. И печально, что наши тренеры ничему не желают учиться. А если спортсмен пытается что то сделать самостоятельно, то начинают вставлять ему палки под лыжи
    Спасибо за блог. Я не физик, но мне было интересно ))
    Александра! Интуицию может заменить только ТОЧНОЕ ЗНАНИЕ. Но как его найти. Поэтому в таких неопределенных вещах и полагаются на интуицию, но и она иногда подводит. Мы все знаем это выражение: «Интуиция подвела».

    У меня Ваш способ вставки не получается. В Верде без проблем получается, а вот сюда не хочет вставляться.
    Попробуйте разместить в своих комментах какой нибудь чертеж из той ссылки, на которую ссылаюсь: helpiks.org. Можно рис.15, где надпись: Явление деривации. Может у меня комп старый. Ему уже 10 лет.
    Владимир Федорович, я именно из инета в свой блог ставила картинки (тем способом, о котором выше в своем комментарии рассказала — в интернете курсор наводите на картинку, нажимаете правую кнопку мыши и, далее, по схеме).

    Интересно было бы Ваше мнение, насколько поправка в стрельбе заменяет интуицию? Интуицию, наверное, если она есть, ничем не заменить.
    Александра! Спасибо. Будем пробовать. Чертежи то хотел вставить из инета. Но они не вставились. А мой опыт «общения» с компом и компьютерными технологиями весьма и весьма слабоват.
    Ну а про Бьердалена — так это отдельная история. Думаю, что здесь и интуиция и колоссальный опыт. Он, когда будет писать мемуары, много чего нам откроет. Меня поражает то, что мы, видя как он работает над своим совершенствованием, ничего не пытаемся перенять. Мне понятны наши тренеры — их ничему не научили. Но верхушка СБР, Минспорт и прочие «начальники» куда смотрят. Вчера еще было понятно куда смотрели и что делали — игла. Но сегодня надо что-то новое пробовать.
    Вот только сегодня Губерниев рассказывал, что Бьерндален при ветре именно сдвигает точку прицеливания, а Мазе считает, что надо делать поправку, но переучивать Уле не стал. Я сразу про этот блог вспомнила. Думаю, да, у Бьерна уже именно интуиция срабатывает.

    Хрусталев Владимир Федорович, попробую помочь по чертежам. Но я сама еще сайт не до конца освоила и мой способ сработает только если чертеж или график является картинкой. Тогда ее можно вставить так: нажать правой кнопкой мыши на изображение и выбрать «копировать картинку», а потом в блоге поставить курсор на то место, где предполагается график и нажать Ctrl+V.
    Интересный блог. Спасибо автору!

    По нарезке — у франков и англичан тоже левая есть, не только у япончиков.

    И еще: «правша» и «левша», и шаг нарезки. Соотношение здесь тоже важно наверное учесть? Отчасти рукой можно компенсировать же движение в сторону? ну, это, конечно же, с опытом приходит.
    Хрусталев Владимир Федорович, за ссыль спасибо
    Владимир Еремеевич! Спасибо за доброе слово.

    Валерий Иванович! Вы, по большому счету, правы. Но уровень общего образования наших тренеров мне известен достаточно хорошо. И мой пост рассчитан больше не на тренеров, а для спортсменов, уже постигших все азы биатлона. Спортсменов думающих и самосовершенствующихся. Почему у тренеров спортсменов много, а чемпионами становятся единицы? Основой успеха является сам спортсмен. Не будем брать систему допинга. И с определенного возраста спортсмену тренер не нужен. Ему нужен организатор тренировочного процесса. Возьмем Бьердалена для примера. Мои примеры единичны, но это те, которые мне известны. Думаю, что таких спортсменов не единицы, и не только в биатлоне, просто мы их не знаем.

    С уважением, В. Ф.

    Алексей! А как? Научи, пожалуйста.
    Хрусталев Владимир Федорович, можно, и в блог, и в комментарии.
    Владимир Фёдорович,
    спасибо за Ваши комментарии, пояснения и ответы. Точка зрения профессионала всегда интересна и помогает лучше понять нюансы биатлона, и его стрелковой компоненты, в частности. Жаль, что в нашем биатлонном хозяйстве не часто прислушиваются к рекомендациям и опыту своих же специалистов. Каждый «сам с усам». А результаты россиян всё хуже...
    С уважением. Здоровья и успехов в Ваших делах.
    Публикация чисто для тренеров по стрельбе! Я тоже физик, для меня многое понятно, но для спортсмена это поправки на ветер должны исходить от тренера по стрельбе, соответственно спортсмен должен делать поправки «щёлчками» на диоптре: вверх-вниз, влево-вправо. Безусловно, стрелок должен знать такие тонкости, что написано выше, теоретически, не больше! Баллистика-это целая наука!
    Попытаюсь ответить на поставленные вопросы. Что-то процитирую из того материала, который уважаемые коллеги прочитали, что-то добавлю из интернета.

    1) Этот опус навеян как раз прошедшими соревнованиями. А так как по роду своей деятельности мне неоднократно приходилось сталкиваться с подобными явлениями, а именно стрельба в ветреную погоду, то и возникали мысли о физических процессах, происходящих при полете пули в ветер. Те знания, полученные мною при учебе в университете на физическом факультете, позволили мне обратиться к этой проблеме с теоретических позиций. Суть явления стара как мир. В наше время этот эффект, эффект поворота движущегося объекта с вращением вокруг какой-то оси впервые в спорте сознательно применил В. Лобановский. Мы все знаем его знаменитый удар под названием «сухой лист». У волейболистов была «планирующая подача». Мяч, летящий по какой-то траектории внезапно ее менял, практически перпендикулярно предыдущей траектории. Все это обусловлено законами физики и грамотным использованием их.

    2) Естественно проблема стрельбы в ветер одна из существенных в биатлоне. И прав В. Е. Соколов, спрашивая, что лежит в основе стрельбы в ветер – мастерство или случайность. Думаю – мастерство. У женщин по нулям отстрелялась только Д. Юркевич (Белоруссия). У мужчин из сильнейших по одному промаху у В. Чепелина (Белоруссия) и Ф. Граф (Германия). Обратите внимание, что в данном перечне два спортсмена из Белоруссии. Вспоминаю еще одни соревнования, где в сильнейший ветер только одна Н. Левченкова отстрелялась по нулям. Также помню, как один из наших сильнейших биатлонистов в сильный ветер приходит на рубеж раньше своего основного соперника, начинает стрельбу, «ловит ветер». Его соперник приходит на рубеж примерно через 10-12 сек, отстреливается с одним штрафом, убегает на круг, проходит его, наш же все продолжает «целится». В итоге три промаха. Об остальном можно не рассказывать. Мастерство и только мастерство лежит в основе хорошей стрельбы, как в ветер, так и в штиль. Мой хороший друг, старый биатлонист, рассказывал мне, как он делает поправки, не смотря ни на ветер, ни на подсказки тренеров – сколько щелчков надо сделать и т. д. Чисто интуитивно. Он просто чувствовал какую поправку надо сделать. Именно чувствовал. Это чувство пришло к нему уже на закате его карьеры. Т. е. через много, много лет занятий биатлоном. Еще один, теперь уже заслуженный тренер, рассказывал, что он в сильный ветер не щелчки делал, а просто «сдвигал» на полмишени, а то и на мишень точку прицеливания. Все эти примеры говорят о мастерстве спортсмена.

    3) Как с этим ветром «бороться? Думаю, что у грамотного тренера-энтузиаста возникнет желание проверить мои размышления на эту. В принципе это не сложно сделать. Проводим стрельбы в штиль, естественно винтовка должна закрепляться в тисках, чтобы максимально исключить человеческий фактор. При наличии ветра проводим аналогичные стрельбы, смотрим смещение. Если оно есть, то принимаем это во внимание и в соревновательных условиях применяем эти поправки. Единственное, что меня удручает в этой ситуации, так это то, что нашим тренерам это не нужно. Объясню почему. В начале 2000 годов отработал методику обработки ствола специальным покрытием, улучшающим кучность стрельбы. Раздал всем тренерам ее. И только один попробовал ее в деле. Больше никто. До этой «раздачи» смазки провел достаточное количество экспериментов, показал их этим же тренерам и что в итоге – ноль. В прошлом году на сайте skisport.ru. ru опубликовал эти материалы. Можете почитать отклики. Они очень интересны с точки зрения интеллекта пишущих. Но никто не заинтересовался апробацией данного метода. Кроме одного. Он просто написал в личку, попросил смазку. Естественно выслал ему, попросив сообщить о результатах. Результат он сообщил и размещен skisport.ru.

    На этом история со смазкой закончилась. Никто не заинтересовался больше. Такова суровая «СЕЛЯВИ».
    Думаю, что и эта история ничем и закончится.
    И отвечая на последний вопрос В. Е. Соколова: если не родиться стрелком, то родиться с хорошей, думающей головой, а также хорошей координацией. И конечно работа, работа, работа.

    4) Немного по теоретической части. Пишу: «Поворот оси происходит в сторону вращения. Это означает, что направление смещения траектории пули совпадает с направлением нарезки ствола. А так как нарезка ствола закручена по часовой стрелке, то и пуля отклоняется вправо. Это и есть деривация. Ничего страшного в этом названии и уж тем более в этом явлении нет, все это незаметно устраняется на пристрелке……Стоит ли учитывать эти отклонения и насколько они велики, право не знаю. Это надо проводить эксперименты на тренировках».

    Dmitry. «направление нарезки ствола» — тоже не ясно что, т. к. там должна быть винтовая нарезка, и что тут автор понимает под «направлением» — тайна великая есть.
    Отвечаю: «Тайны никакой нет. Нарезка ствола у наших и зарубежных винтовок правая. Это знают все, кто общается с нарезным оружием. Левая только у японцев».

    Теперь про оси, плоскости и т. д. Чтобы не быть голословным, привожу некоторые выдержки и картинки из интернета.
    Увы. Картинки не размещаются. Кого интересуют подробности, могут посмотреть здесь: helpiks.org

    Только текст из этой ссылки:

    «Не вдаваясь в подробности объяснения физических явлений, связанных с действием сил на тело, испытывающее сложное движение, необходимо все же сказать о том, что пуля при полете совершает правильные *** и своей головной частью описывает вокруг траектории окружности (рис. 12). При этом продольная ось пули как бы «следит» за траекторией, описывая вокруг нее коническую поверхность (рис. 13).

    Рис. 12. Коническое вращение головной части пули

    Рис. 13. Полет вращающейся пули в воздухе

    Если применить законы механики к летящей пуле, то станет очевидным, что чем больше скорость ее движения и чем пуля длиннее, тем сильнее воздух стремиться ее опрокинуть. Поэтому пулям патронов разного типа необходимо придавать различную скорость вращения. Так, легкая пуля, выпущенная из винтовки, имеет скорость вращения 3604 об./сек.
    Однако вращательное движение пули, столь необходимое для придания ей устойчивости во время полета, имеет и свои отрицательные стороны.
    На быстро вращающуюся пулю, как уже было сказано, оказывает непрерывное опрокидывающее действие сила сопротивления воздуха, в связи с чем головная часть пули описывает вокруг траектории окружность. В результате сложения этих двух вращательных движений возникает новое движение, отклоняющее ее головную часть в сторону от плоскости стрельбы (рис. 14). При этом одна боковая поверхность пули подвергается давлению частиц больше, чем другая. Такое неодинаковое давление воздуха на боковые поверхности пули и отклоняет ее в сторону от плоскости стрельбы. Боковое отклонение вращающейся пули от плоскости стрельбы в сторону ее вращения называется деривацией (рис. 15).

    Рис. 14. В результате двух вращательных движений пуля постепенно поворачивает головную часть вправо (в сторону вращения)

    Рис. 15. Явление деривации»

    Вроде ответил на все вопросы. Информации по этому вопросу в интернете много, но конкретно про биатлонные стрельбы ничего не нашел. Мне эта тема интересна. Нашим тренерам – большой вопрос. Но на сегодняшний день, когда на получение медали влияют доли секунды, а тут, при попадании в габарит, сразу минута, есть над чем подумать. Есть ли польза от исследования зависимости полета пули от ветра справа или слева – думаю есть. Но велик ли эффект – еще раз подчеркиваю – не знаю. Не проверив – не узнаем.

    Алексей. А можно ли вносить в текст чертежи, графики, чтобы они размещались в постах.
    Конечно, не хватает вывода о том, что должен делать стрелок при ветре, но блог понравился, очень интересно.
    «начинает отклоняться перпендикулярно плоскости вращения.»
    Похоже, что автор не понимает, что пишет. При вращении есть «ось вращения», а не плоскость. Возможно имеется ввиду плоскость, перпендикулярная оси вращения. Но тогда получается противоречие
    «сторона вращения» — вообще не ясно что такое.

    «направление нарезки ствола» — тоже не ясно что, т. к. там должна быть винтовая нарезка, и что тут автор понимает под «направлением» — тайна великая есть

    «пуля отклоняется вправо» — вот с этого и надо было начать. Ну и что? Она и вниз всегда уходит под действием силы тяжести. В первом приближении — это величины постоянные, поэтому в штиль про них вообще можно забыть.

    Про отклонения пули вверх или вниз при боковом ветре — интересное дополнение. Эффект простейший и очевидный, но я про это не знал, т. к. не задумывался над этим. Вот тут и надо бы дать количественные оценки — на 50м при боковом ветре 5м/с насколько пуля уйдет вниз или вверх? А при 10м/с?
    Владимир,
    Солидаризируюсь с Алексеем Каринцевым в его вопросах к Вам.
    Вероятно, Вы являетесь специалистом в затронутой теме. Кинематика и динамика полёта пули при воздействии на неё внешних сил достойна рассмотрения на достаточно высоком научном уровне. Баллистика — наука уважаемая.

    Меня всегда интересовал вопрос — насколько беззащитен и беспомощен имярек-биатлонист в плохих погодных условиях (ветер, порывистый ветер, туман и прочее)? Или от его мастерства и стрелковых умений тоже что-то зависит?

    - К примеру, во вчерашней мужской индивидуальной гонке, несмотря на сильный порывистый ветер, всё-равно победили записные фавориты — М. Фуркад и Й. Бё.
    - Всепогодные мастера? Случайность — повезло?

    Спасибо за поднятую и интересную на мой взгляд тему.
    В чём искусство стрельбы в биатлоне в плохих (да и хороших тоже) метеоусловиях? Мне кажется, что дело не только в умении внести правильную поправку в прицел и в нужном количестве щелчков...
    Дело глубже? В чём суть?
    Стрелком нужно родиться?
    Владимир, спасибо за новый блог.

    Хотя есть ощущение в нем какой-то недосказанности. Не до конца понимаю, что Вы как автор хотели донести до читателя. Т. е. понятно что на пулю влияют физические силы и что далее? С этим надо как-то бороться, учитывать или что? Если да, то как? Или это «поднятие» вопроса, на который возможно найдется ответ у наших читателей?
    Очень интересно. Физику учила довольно давно. ))
    Copyright © rusbiathlon.ru (русбиатлон), 2003-24
    РБ – популярный спортивный онлайн сайт, только самые интересные новости спорта в России и мире на сегодня!
    Копирование материалов без ссылки на данный портал запрещено! Сайт для людей старше 16+ лет
    Политика конфиденциальности