Кіріспе

Баллистика – снарядтардың қозғалысының механикасымен айналысатын ғылым, оның ішінде снарядтарды ұшыру, ұшу қасиеттері және соққы әсерлері зерттеледі, әсіресе қашықтықтан атқыланатын қару-жарақтардың оқ-дәрілері, мысалы, оқтар, басқарылмайтын бомбалар, зымырандар және т.б.; қалаған нәтижеге жету үшін снарядтарды жобалау және жылдамдату ғылымы немесе өнері. Баллистикалық дене – импульсы бар және еркін қозғалатын дене, ол мылтық түтігінен немесе итергіш соплодан шығарылатын қысымды газдардың күшіне, сайысқан ойықтардың нормальды күшіне, сондай-ақ ұшу кезінде гравитация және ауа кедергісі сияқты күштерге түсуі мүмкін. Баллистикалық зымыран – қозғалтқышпен ұшудың салыстырмалы түрде қысқа бастапқы кезеңінде ғана басқарылатын зымыран, ал одан кейін траекториясы классикалық механика заңдарымен анықталады; мысалы, қозғалтқышпен ұшу кезінде аэродинамикалық басқарумен ұшатын, қанатты ұшақ сияқты крейсерлік зымырандардан өзгеше.

Тарих және тарихқа дейінгі кезең

Бастапқы кездегі баллистикалық снарядтар – тастар, найзалар және лақтыратын таяқ болған. Тас ұшы бар оқ-дәрілердің ең көне дәлелі, садақпен атқан болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін (c. f. атлатл), шамамен 280 000 жыл бұрын Эфиопияда, қазіргі Шығыс Африкада табылған. Жебе ату үшін садақтарды қолдану туралы ең көне мәліметтер шамамен 10 000 жылға дейін жетеді; олар Гамбургтен солтүстікке қарайғы Аренсбург аңғарынан табылған қарағайдан жасалған жебелерге негізделген. Жебелердің түбінде шағын ойықтар болған, бұл олардың садақпен атылғанын көрсетеді. Қазірге дейін табылған ең көне садақ шамамен 8000 жыл бұрын Даниядағы Холмегард батпағында табылды. Жақсы атқан садақ Америкаға Арктикалық шағын құралдар дәстүрімен шамамен 4500 жыл бұрын келген болуы мүмкін. 1000 жыл шамасында Қытайда алғашқы қару-жарақтар пайда болды, ал 12 ғасырда бұл технология Азияның қалған бөлігіне, ал 13 ғасырда Еуропаға тарады. Мыңжылдықтар бойы тәжірибелік дамудан кейін, баллистика ғылымын алғаш рет 1531 жылы итальяндық математик Николо Тарталья зерттеді және дамытты. Ол грек философы Аристотель мен Саксониялық Альберт қалыптасқан тура сызықтық қозғалыс ережелерін пайдалана берді, бірақ осы сызықтарды дөңгелек доғамен байланыстырды. Галилей 1638 жылы күрделі қозғалыс принципін анықтады және баллистикалық траекторияның параболалық формасын туындыту үшін осы принципті қолданды. Исаак Ньютон 1687 жылы «Философиялық табиғат принциптерінің математикалық негіздері» еңбегін жариялап, баллистиканы ғылыми және математикалық тұрғыдан негіздеді. Бұл қозғалыс және гравитация заңдарын берді, бұл алғаш рет траекторияларды сәтті болжауға мүмкіндік берді. «Баллистика» сөзі грекше «βάλλειν» сөзінен шыққан, ол «лақтыру» деген мағынаны білдіреді.

Ұшақтар

Кез келген нысан күш әсерінен кеңістікке (бос немесе толы) лақтырылса, ол снаряд болып саналады. Кез келген қозғалатын нысан (мысалы, лақтырылған бейсбол) снаряд бола мағанмен, бұл термин көбінесе қашықтықтан атуға арналған қаруды білдіреді. Снарядтың траекториясын талдау үшін математикалық қозғалыс теңдеулері қолданылады. Снарядтарға мысалдар: доптар, жебелер, оқтар, артиллериялық оқ-дәрілер, қанаттары жоқ зымырандар және т.б.

Атып тастау

Лақтыру – қолмен затты ұшқындату. Кейбір жануарлар да лақтыра білсе де, адамдар жоғары дағдылылығы мен уақытты дұрыс бағдарлай білу қабілеттерінің арқасында ерекше жақсы лақтырады, және бұл қасиет эволюциялық жолмен дамыған деп саналады. Адамның лақтыруына қатысты мәліметтер 2 миллион жылға дейін барып жетеді. Көптеген спортшылардың лақтыру жылдамдығы сағатына 90 мильге жетеді, бұл шимпанзелердің лақтыру жылдамдығынан (сағатына 20 миль) әлдеқайда жоғары. Мергеншілік – садақтан жебе ату өнері немесе спорты.

Катапульті

Катапульта – жарылғыш құралдарды пайдаланбастан, нысанды үлкен қашықтыққа лақтыруға арналған құрылғы, әсіресе ежелгі және орта ғасырлардағы қамалдарды қоршауға қолданылатын түрлі машиналар. Катапультаны ежелгі заманнан бері қолданып келеді, себебі соғыс кезінде ол ең тиімді механизмдердің бірі екені дәлелденген. "Катапульта" сөзі латын тіліндегі catapulta сөзінен келген, ал ол грек тіліндегі καταπέλτης сөзінен шыққан, бұл сөз κατά ("қарсы") және πάλλω ("лақтыру, ұшу") сөздерінен құралған. Катапультты ежелгі гректер ойлап тапқан.

Қару

Қару – снарядтарды немесе басқа материалдарды шығаруға арналған, әдетте түтікшелі қару немесе басқа да құрылғы. Снаряд қатты, сұйық, газ немесе энергия түрінде болуы мүмкін, сондай-ақ оқтар мен артиллериялық снарядтар сияқты бос немесе Taser зондтары мен кит аулау гарпундары сияқты тұтқын күйде де болуы мүмкін. Шығару тәсілі конструкциясына байланысты әртүрлі болады, бірақ көбінесе газ қысымы арқылы жүзеге асырылады, ол жанар майдың жылдам жануынан немесе механикалық құралдармен қысылып сақталады, бұл поршень сияқты ашық түтікшедегі снарядқа әсер етеді. Шешілген газ жылдамдықтың жеткілікті деңгейін беру арқылы снарядты түтікше бойымен жылдамдатады, осылайша газ түтікшенің немесе қанатынң соңында әрекетін тоқтатқаннан кейін снарядтың қозғалысын жалғастырады. Балама ретінде, электромагниттік өріс арқылы үдету қолданылуы мүмкін, бұл жағдайда түтікшеден бас тартып, оның орнына жетекші рельс қолданылады. Баллистиканың ғылыми принциптерін қолданып, патрондарды жобалайтын қару-жарақ инженері немесе қарушы баллистик деп аталады.

Ракета

Ракета – зымыран, ғарыш кемесі, ұшақ немесе қозғалтқыш күшін ракеталық қозғалтқыштан алатын басқа да көлік құралы. Ракеталық қозғалтқыштардың газдары пайдалану алдында ракетаның ішінде сақталатын отын компоненттерінен түзіледі. Ракеталық қозғалтқыштар әрекет және реакция принципі бойынша жұмыс істейді. Олар ракетаны алға жылға жылдамдықты арттыру үшін газдарын кері қарай лақтырады. Төмен жылдамдықпен пайдалану үшін салыстырмалы түрде тиімді болмаса да, ракеталар жеңіл және қуатты, үлкен үдеуді қамтамасыз ете алады және жоғары жылдамдыққа тиімді жетеді. Ракеталар атмосфераға тәуелді емес және ғарышта өте жақсы жұмыс істейді. Әскери және ойын-сауық мақсатындағы ракеталар кем дегенде 13 ғасырдағы Қытайда пайда болған. Маңызды ғылыми, планетаралық және өнеркәсіптік қолданыс 20 ғасырда басталды, ол кезде ракеталар ғарыш дәуірінің дамуына ықпал етті, соның ішінде Айға адамның қонуына мүмкіндік берді. Бүгінде ракеталар фейерверктерде, қару-жарақтарда, катапульталық креслоларда, жасанды спутниктерді ұшыруға, адамды ғарышқа жолдауға және ғарышты зерттеуге қолданылады. Химиялық ракеталар – ең көп таралған, жоғары өнімділікке ие ракеталардың түрі және олар әдетте ракеталық отынның жануы арқылы газдарын жасайды. Химиялық ракеталар энергияны оңай босатылатын күйде көп мөлшерде сақтайды және қауіпті болуы мүмкін. Дегенмен, мұқият жобалау, сынау, құрастыру және пайдалану қауіптерді азайтады.

Ішкі баллистика

Ішкі баллистика (сонымен қатар ішкі баллистика), баллистиканың кіші саласы, оқ-дәрімен қоздырылатын снарядтың қозғалысын зерттейді. Оқ ату қаруларында ішкі баллистика оқ-дәрінің тұтану сәтінен бастап, снарядтың қару трубкасынан шығуына дейінгі уақытты қамтиды. Ішкі баллистиканы зерттеу, кішкентай калибрлі мылтықтар мен тапаншалардан бастап, жоғары технологиялық артиллерияға дейінгі барлық типтегі қарулардың конструкторлары мен пайдаланушылары үшін маңызды. Ракеталық снарядтар үшін ішкі баллистика ракеталық қозғалтқыш итермелі күш беретін кезеңді қамтиды.

Өтпелі баллистика

Өтпелі баллистика, сонымен қатар аралық баллистика деп те аталады, — бұл оқ-дәріден шыққан сәттен бастап, оқ артындағы қысым теңескенше снарядтың қозғалысын зерттейтін сала. Ол ішкі баллистика мен сыртқы баллистика арасында орналасады.

Сыртқы баллистика

Сыртқы баллистика – баллистика ғылымының, ұшу кезіндегі қозғалтқышы жоқ снарядтың қозғалысын зерттейтін бөлімі. Сыртқы баллистика көбінесе атыс қаруларымен байланысты, және оқ, қару трубкасынан шыққаннан кейін нысанаға тиетінге дейін еркін ұшу фазасын зерттейді, сондықтан ол, өтпелі баллистика мен соңғы баллистика арасында орналасады. Дегенмен, сыртқы баллистика зымырандардың және басқа да снарядтардың, мысалы, доптардың, жебелердің және т.б. еркін ұшуымен де айналысады.

Терминал баллистикасы

Терминал баллистикасы – нысанаға тиген кездегі снарядтың қозғалысы мен салдарына арналған ғылым. Терминал баллистикасы кішкентай калибрлі де, ірі калибрлі снарядтар үшін де (артиллериядан атылған) маңызды. Ең жоғары жылдамдықтағы соқтығысуларды зерттеу әлі де жаңа сала және көбінесе ғарыш аппараттарын жобалауда қолданылады.

Сот баллистикасы

Сот баллистикасы – сот немесе заң жүйесінің басқа бөлігіне қажетті ақпаратты анықтау мақсатында оқтар мен оқ тигізген іздерді талдауды қамтиды. Баллистикалық ақпараттан бөлек, атыс қаруын және құрал іздерін зерттеу ("баллистикалық саусақ іздері") атыс қаруын, оқ-дәрілерді және құрал іздерін талдау арқылы қылмыс жасауда нақты бір атыс қаруы немесе құрал қолданылған-қолданбағанын анықтауға бағытталған.

Астродинамика

Астродинамика – баллистика және аспан механикасын зымырандар мен басқа ғарыш аппараттарының қозғалысына қатысты нақты мәселелерді шешуге қолдану. Бұл объектілердің қозғалысы көбінесе Ньютонның қозғалыс заңдары және әмбебап тартылыс заңы арқылы есептеледі. Астродинамика ғарыш миссияларын жобалау және басқарудың маңызды саласы болып табылады.