Ampumatarvikkeen tai aseen asevaikutus, läpäisy, maali- ja haavaballistiikka

ERAkko

Luutnantti
Otsikon aiheesta keskustelut ovat luonnollisesti levällään Foorumin eri ketjuissa ja aihepiireissä. Esim. Ukrainaketjussa saatetaan pohtia asevaikutuksia pitkään, ja aiheesta vähemmän kiinnostuneet hermostuvat. Eri asejärjestelmien tai varusteiden / kaluston ketjuissa aihetta käsitellään ja yksityiskohtainen nykerrys menee helposti off-topic -rajalle ketjun otsikon suhteen
Voitaisiinko tähän ketjuun kerätä perustietoa maaliballistiikkaa käsittelevistä aiheista ja keskusteluja niistä, kuten:
- panssarisuoja ja sen läpäiseminen
- asevaikutus suojarakenteisiin
- sirpaleiden, luotien, yms. projektiilien vaikutus erilaisiin maaleihin
- EFP ja ontelopanostekniikka
- painevaikutus
- henkilösuojauksen tekniset ideat ja asevaikutus ihmiseen
- haavoittuvuus- ja vaurioituvuuskriteerit
-Edit lisätty: mallinnus, simulointi vs. todellisuus, koetulokset.

Alkuun johdannoksi nostan Ilmatorjunta-ketjusta oman kommenttini putoavan volframikuulan (AHEAD ammuksen pelletin, joka on yksinkertaistettu kuulaksi, m=3,2 g) vaarallisuuteen vapaalla pudotusnopeudella, jota kirjoittaessani totesin viestin selvästi olevan Off-Topicia Ilmatorjunta-ketjun "kokonais-"aiheen suhteen. Samoin on käynyt monessa muussakin ketjussa ja mielenkiintoisia pohdintoja aiheesta on kätkeytynyt vaikeasti löydettäville tai yllättäville sivuille.

Ensin viiteviesti Ilmatorjunta-ketjusta ja sitten kommentointia haavoittuvuusmielessä:
Laskureilla leikkimällä saan tuon painoisen volframipallon terminaalinopeudeksi vapaapudotuksessa noin 55m/s. Vertailun vuoksi, tyypillinen lussu perusilmakko ampuu kaksin-kolminkertaisen painoisen luotinsa noin kolminkertaisella nopeudella. Väitän, että ammuttujen AHEAD-laukausten määrästä riippumatta torjuttuna tai torjumatta putoavien dronejen aiheuttama kokonaisvahinko ylittää vähintään monikymmenkertaisesti putoavien pellettien aiheuttamat.

Suojaamatonta ihmistä vahingoittavan sirpaleen tai muun pienen kpl:leen (m=50 mg .... 30 g, Querneyn massarajat projektiilille) liike-energian rajoina eri maissa pidetään:
MaaRajaenergia E = 0,5*m*v^2, [J]Huom.
Ranska40"Herkkähipiäisiä ovat ranskalaiset"
Saksa (Länsi-Saksa)80Rhone, 1896
USA80Gurney, 1944
Sveitsi150 (80 myöhemmin)150 J vuoteen 1976 saakka, sen jälkeen 80 J
Venäjä (Neuvostoliitto?)240"Musikka" kestää enemmän, ainakin normimielessä
Lähde: B.P. Kneubuehl. Wound Ballistics: Basics and Applications. Springer. 2008. Oheiseen latauslinkkiin ei tarvita tunnuksia eikä tarvitse kirjautua:

Eo. taulukko Table 4-7, löytyy sivulta 180. Siinä ympärillä on tekstiä, kriteeriesittelyjä ja kritiikkiä energiakriteerin ja muiden kriteerien suhteen.
E=80 J vastaa 1,5 mm FE 37 (S235 nuoremmille tiedoksi) rakenneteräslevyn läpäisyä d=7 mm teräskuulalla (m=0,4 g 1,4 g (kirjoitusvihre aluksi)), jos käytetään "todistelevy-"tekniikkaa.

Joidenkin teosten mukaan 80 J on arvo, joka johtaa 50 % haavoittuvuuskriteerillä (kill probability) sellaiseen vammautumiseen, joka estää uhrin jatkotoiminnat sotatoimessa.
E=(100...120...) J olisi tyypillisesti 100 % "kill probability" vastaava arvo käyrästöistä riippuen länsimaissa.
Venäläisistä en tiedä. Voi sen ajatella niinkin, että E=240 J on "ihan varmasti" kuolettava/vammauttava energia-arvo (100 % kill probability) länsi-kriteereillä arvioituna.

Ohessa toisesta lähteestä kopioleike, jossa on parametrit Feinstein:n haavoittuvuusyhtälöön (kill-probability equation):
1693960660795.png

Ymmärrän termin "alfa" olevan projektiilin liike-energian [J]. Ohessa linkki, josta löytyy eo. taulukko ja lukuisia yhtälöitä excel-maanikoille naputeteltavaksi:

Vielä kolmannesta lähteestä tieto iskuenergiatiheydelle E/A [J / cm^2] tylppäkärkiselle projektiilille (blunt test projectile), joka läpäisee ihon. Arvo on alueella E/A=(20...40) J/cm^2 osumakohdasta riippuen, katso table 1 oheisesta lähteestä:

Lähteitä on netti pullollaan ja kritiikkiä on niitä kohtaan esitetty, joten vastuu olkoon viestin tai julkaisun lukijalla.

Jos pallosirpale painaa m=3,2 g, niin edellä mainittuja alarajoja vastaavat nopeudet tai energiatiheydet ovat:
Energiakriteeri:
40 J vastaa 158 m/s nopeutta (> 55 m/s viiteviestin mukainen pallon nopeus), joten putoava m=3,2 g volframipallo ei ole energiakriteerillä vaarallinen edes ranskalaisille.

Energiatiheyskriteeri:.
Pallon halkaisija 7,1 mm = 0,71 cm volframiseostiheydellä 17000 kg/m^3 laskettuna (jos oikein laskin?).
Energiatiheys v=55 m/s iskunopeudella olisi E/A ~ 12 J/cm^2 < (24...40) J/cm^2 eli volframipallo ei ole vaarallinen energiatiheyskriteerilläkään ihon läpäisyn suhteen arvioidulla putoamisnopeudella.

Lienee niin, että vain osumat suojaamattomiin silmiin olisivat vaarallisia vapaan, pienen volframipallon (m=3,2 g) putoamisnopeuden (55 m/s) suhteen, jos laskut ovat oikein :unsure:.

PS: Volframin tiheytenä käytetty energiatarkasteluissa tyypillistä seosarvoa (~17000 kg/m^3) puhtaan volframin tiheyden (~19300 kg/m^3) sijasta, koska jonkin verran sitkeyttä kaivataan sirpaleelle, jotta se säilyy eheänä ammuttaessa ja taistelukärjen räjähdyksessä. Toisinkin voi tiheyden valita ja laskut laskea uudelleen.

EDIT: Lisätty aiheiksi simulointi.... Kirjoitusvirheitä korjailtu. Etenkin 7 mm:n teräskuulan paino oli virheellisesti 0,4 g, pitää olla 1,4 g.
 
Viimeksi muokattu:
Toisena aiheena oheisen viiteviestin liitteestä 3 ss.13 ja 14 löytyneet läpäisykokeiden kuvat. (Olisihan nämä voinut toistaa Apilas seuraajan ketjussa, mutta olkoon täällä, niin saa toisen viestin "raskaammasta" aiheesta hyvän esimerkin kera). Viiteviestistä löytyy melko paljon asiaa, joka semmoisesta on kiinnostunut ja ei vielä ole viiteviestiä lukenut / löytänyt.
Liitetiedostoina on muutama opetuspaketti sotateknillisistä asioista. Huomioikaa, että nämä eivät ole tuoreinta mahdollista dataa. Alkuperäiset näyttöesitykset eivät olleet turvaluokiteltua ja sen lisäksi näistä on poistettu muutama vähän kyseenalainen dia.

Sisältö karkeasti lyhenneltynä:

Yleistä asejärjestelmistä
Kertoo mitä kaikkea kuuluu asejärjestelmään. Saattaa auttaa pohdittaessa kaluston hankintaa. Lopussa myös vertailu kranaatinheittimen, tykin ja raketinheittimen eduista ja haitoista.

Tulen vaikutus
Teoriaa siitä, mihin vaikutus perustuu ja sen lisäksi jonkin verran myös ihan taulukoita ja käyriä käytännön tehoista.

Ohjusten taistelulataukset
Yleistä ohjusten vaikutusperusteista.

Panssarimateriaalit
Eri panssarimateriaalien ominaisuuksia ja miten ne toimivat erilaisia ammuksia vastaan.

Panssaroinnin suojauskyky
Aika lailla jatkoa edelliselle.

Lisäpanssarointi
Kertoo lähinnä reaktiivipanssaroinnista lyhyesti. Mukana myös vähän asiaa aktiivisista omasuojajärjestelmistä.

Ballistinen suoja
Sirpaleliivin ja kypärän materiaalivaihtoehdoista ja materiaalien ominaisuuksista.
Apilas_lapaisyt.png


XAR 300 on saksalainen luja kulutusteräslevy, jonka kovuus on > 240 HBW paksuudella t> 20 mm.

SSAB kaupittelee RHA panssariteräslaatua ARMOX 370 T, jolla kovuus paksuusalueella 60 < t < 100 mm on 300...350 HBW.

Kokeen maalilevyt ovat olleet hieman RHA:ta pehmeämpiä, mutta melko lujia kuitenkin.
Edit/Lisäys: On näemmä maalilevyt loppuneet kesken :), kun levypakan läpi on kohdistus-/referenssilaukaus mennyt "pysähtymättä".

Ilman ERA:aa läpäisy riittänee venäläisen kaluston etusektoriin, mutta ERA leikkaa yhden ontelokärjen aseen läpäisyä radikaalisti.
Taitaa tuo jäännösläpäisy riittää vanhemman itä-kaluston etusektoriin läpäisyyn kevyen ERA:n jalkeenkin. Tosin vaunujen keulapanssari on koetta viistommassa kulmassa, siten lisäpanssarin toiminta on tehokkaampi ja jäännösläpäisyä lienee vähemmän.
Kyllä noilla läpäisyillä Apilakselle käyttöä löytynee Ukrainassa, jos pääsee puskapiilosta sillä vaunua ampumaan.

EDIT: Kirjoitusvirheitä korjailtu ja lisätty kommentti maalilevyjen määrästä, joka unohtui viestiä alunperin laatiessa.
 
Viimeksi muokattu:
Teknillis-tieteellistä asiaa / tutkimushistoriaa ballistiikan osa-alueilta, joten joka siitä ei pidä, niin ei kannata enempää tähän viestiin tuhlata aikaa.

Löytyi mielenkiintoinen, 3-osainen raporttisarja US Army:n Ballistic Reasearch Laboratories (BRL) historiasta 1914 - 1992.
Ohessa iltalukemista eli linkit raportteihin
"Ballisticians in War and Peace.
A history of United States Army Ballistic Research Laboratories"

Vol I 1915-1956: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA300523.pdf
Vol II 1956-1976: https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA300524.pdf
Vol III 1977-1992: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA300522.pdf

Ovat aika paljon tutkimusta alaltaan tehneet ja monet työt ovat johtaneet teknillisiin sovellutuksiin asejärjestelmissä, mutta monet hankkeet myös keskeytettiin. Keskeytyneistäkin hankkeista tuli tuloksena paljon hyvää oppia, jota hyödynnettiin myöhemmin muissa hankkeissa. Tuo on vain "Army:n" Ballistiset labrat. Varmaankin muilla aselajeilla on omat labransa (Navy ja Air Force) sekä sitten muut tutkimuslaitokset ja yliopistojen laitokset, joten ei ole ihme, jos CCCP putosi kyydistä ainakin kokonaisuutta ajatellen perinteisen asetekniikan suhteen.

Esimerkkipoimintana osasta II mielenkiintoinen tekstiote 60 mm konetykin KE-ammuksen kyvystä läpäistä T-55- ja T-62 vaunujen panssarointi. BRL:n tutkimustulokset ovat 1970-vuosikymmenen alkupuolelta:
"In 1972 BRL suggested that APFSDS ammunition for automatic gun systems as small as 60- mm could be designed to defeat armor used in the USSR T55 tank. The suggestion was based on the results of a BRL analysis funded by the Army Weapons Command.....
By the middle of the 1970's, BRL had demonstrated that a 60- mrh cannon could defeat the USSR T62 tank, a much less vulnerable tank than the T55. BRL penetrator design efforts in the ACVT program were terminated in 1976
."

(Olikohan hankkeen keskeyttämisen syynä paremmin panssaroitujen T-64 ja T-72 vaunujen yleistyminen, joiden kerrospanssaria tuskin 60 mm:n alikaliiperilla kykenee läpäisemään etusektorista.)

Taannoin oli Foorumin muissa ketjuissa keskustelua Bofors & BAE 40 mm KE-ammuksen läpäisystä venäläisen vaununkaluston rungon sivulevyyn. Keskustelua oli myös telastoa peittävien sivulevyjen toiminnasta. Ohessa IR-herätteen kuva (Vol II/s. 53). Maallikon silmin yllättävän selkeästi erottuvat "peittämättömät" tela ja telapyörät. Iskunvaimentimetkin(?) hieman hohkavat IR-kuvassa.
Vaunu_IR-kuva_BRL-history_Vol-II_page-53.gif
Tietäjät huom: Mitä vaunutyyppiä on kuvattu IR-kameralla, tekstistä se ei käy ilmi?
(Maallikon silmin M60 olisi aika lähellä, mutta takimmainen telan kannatinapupyörä on sijanniltaan ehkä liian takana netistä löytyviin M60 sivukuviin nähden profiilia verratessa ja putkesta ei erotu savunpoistinta? IS3 voisi olla itävaihtoehto, mutta profiili ei täsmänne siihenkään.)
 
Ohessa linkki ballistiikan {sisä-, ulko-, maali- ja haavaballistiikka, suojaliivit, pienkal-aseet ja patruunat, AK 47/AK 74 vertailu, rk-kaliiperi (pieni ja nopea parempi kuin iso ja hidas esim. rekyylin vuoksi), yms. sisältöä aiheesta} sivuille, joista löytyy useita hyviä esityksiä englannin ja ranskan kielellä. Ilmeisesti alunperin ne on kirjoitettu ranskaksi ja sitten useimmat on käännetty myös englanniksi. Ohessa maistiaiseksi kalvo haavaballistiikan esityksestä ja ehkä osuva kuva myös Foorumin keskusteluihin aika ajoin aiheesta riippumatta,;).
2024-04-26_Understanding_dynamics_Question-Answer.gif
Ruutusieppaus on esityksestä: https://euroballistics.org/Bases_Phys_BL_Eng.html

Ohessa linkki "pääsivulle":

En muista nähneeni näitä sivuja Foorumille linkattuna eikä Haku-toiminnoilla "Euroballistics" "Euroballistic" löytynyt viestejä, joten tämä viesti linkkeineen on ehkä perusteltu. Jos joku muu on jo sivut aiemmin tänne linkannut, niin kunnia löydöstä kuuluu hänelle.
 
Back
Top