Ballistikk

Ballistikk (gresk: ballein, βάλλειν, «kaste») er opprinnelig vitenskapen om legemer i fri bevegelse i rommet. Ballistiske prinsipper blir utnyttet for eksempel i skytevåpen, der en kraft (eksplosjon, magnetisk eller gass) presser et prosjektil ut et løp og ut av munningen til fri flyvning. Dette omfatter blant annet skytevåpen, kanoner, magnetpistoler (rail guns) til vitenskapelige formål.

Ballistikk for gevær- og kanonløp

I dag omfatter ballistikk alle stadier av et prosjektils "levetid". Slik ballistikk deles i fire grener:

1) Indreballistikk beskriver det som foregår i gevær- eller kanonløpet; forbrenning av krutt, trykkoppbygging, akselerasjon av prosjektilet, varmetap til løpet, friksjon mot løpet osv.
2) Overgangsballistikk handler om hva som skjer når et legeme går over fra å påføres kraft i et løp til å avgi kraft i det det når ut i fri flukt.
3) Ytreballistikk beskriver hvordan prosjektilet beveger seg i atmosfæren; luftmotstand, stabilitet, vindpåvirkning osv.
4) Terminal ballistikk beskriver hvordan prosjektilet påvirker målet; penetrasjon i målet, perforering, sårballistikk, oppbrytning av prosjektilet osv.

Balistikk for forskjellige prosjektiler

I tillegg er det en rekke mindre underkategorier som:

• Munningsballstikk
• Rakettballistikk
• Splintballistikk
• Rikosjett-teori

Ballistikken som vitenskap ble grunnlagt av italieneren Niccolò Tartaglia da han oppdaget at banen til legemer som beveger seg fritt er krum. Det var imidlertid Sir Isaac Newton som fant ut at banen i et lufttomt rom beskrives som en parabel. Dette gjorde det mulig å dekomponere slike bevegelser og å foreta beregninger.

Militær bruk

Gjennom historien har ballistikk for det meste vært viktig i militære formål. Da kineserne først begynte å lage krutt pleide kinesiske styrker å avfyre lysende drager opp mot himmelen for å skremme og desorientere fienden.

Senere ble kanoner matet med en ladning med krutt, en kule over der igjen og til slutt en lunte som ble ført inn i kruttet. Lunten ble så tent og kanonen avfyrte et skudd. Osmanske tropper kalt for janitsjarer brukte senere geværer som fungerte på samme prinsipp som kanoner.

Til å begynne med var løpene på skytevåpen helt glatte. Dette ga liten presisjon. Senere begynte geværene å komme med riflet løp (derav navnet «rifle»). Det går ut på at løpet hadde parallelle riller som gikk i spiral rundt innsiden av løpet. Rillene kan støpes, skjæres, eller hamres. Når kulen følger disse blir den tvunget til å spinne, og det fortsetter den med på sin vei mot målet. Presisjonen ble derfor mye bedre. Det fungerer ved at kula vil forhindre enhver påvirkning til å endre kurs eller posisjon under sin ferd, på grunn av gyroeffekten som oppstår når den spinner. Prinsippet er det samme som på en sykkel, der forhjulet blir vanskeligere å vri jo fortere du kjører. Denne teknikken brukes nå i alle skytevåpen, utenom hagle og visse typer luftvåpen (softgun og vanlige luftvåpen). Et prosjektil som blir skutt fra et glatt løp kalles ofte for et såkalt «slugg» eller helkule. Dette er mest kjent fra hagler som er ladet med et fast prosjektil. Moderne stridsvognskanoner er ofte også glattborede. Dette er fordi moderne ammunisjon som panserbrytende pilammunisjon og høyeksplosiver er finnestabilisert fremfor rotasjonsstabilisert, fordi rotasjon også reduserer effekten av HEAT-stridshodet. Prosjektilets stabilitet og dermed nøyaktighet ivaretas her ved hjelp av finnene, eller også ved noe rotasjon.

Bruk av Politiet

I politietterforskning omhandler ballistikk studering av et skytevåpen for å sammenlikne avtrykk på kuler med veggen inni løpet på et våpen for å identifisere våpenet som avfyrte skuddet. Det skjer som regel ved at politiet samler opp kuler og hylser fra et åsted. Om de da finner et våpen som er i besittelse hos en mistenkt person så vil dette våpenet bli prøveskutt. Testkulen blir så sammenlignet med åstedskulen med mikroskop for å finne likheter. Likhetene kan være avtrykk fra tennstempelet til våpenet (det som slår inn i tennhetten på patronen for å antenne sprengstoffet), unike avtrykk fra lademekanismen i våpenet og unike mønstre på innsiden av løpet. Her har de blant annet så presist utstyr for slik identifisering, at de til og med kan identifisere hvilket luftgevær som avfyrte en 4,5mm (kaliber .177) kule for eksempel.

Viktige størrelser

• Impuls: Impulsen (bevegelsesmengden) til en prosjektil er produktet av dets masse (vekt) og hastighet. Et prosjektil som veier 4 gram og har en hastighet på 900 m/s har en impuls på 0.004 kg x 900 m/s = 3.6 kgm/s, altså 3.6 newtonsekund (N·s). ifølge Newtons 3. lov må dette være det samme som rekylen til geværet eller kanon.
• Kinetisk energi: Den kinetiske energien til et prosjektil er halvparten av produktet til massen og kvadratet til hastigheten. Prosjektil på 4 gram og 900 m/s har en energi på 0.5 x 0.004 kg x 900 m/s x 900 m/s = 1.62 kJ (kilojoule). Som regel et det den kinetiske energien som er avgjørende for hvor mye skade prosjektilet gir i målet.

Se også

• Utgangshastighet
• Utgangsenergi
• Anslagsenergi
• Klikktabell
• Scandinavian Ammunition Research Association, nordisk organisasjon for patronsamlere