|
Рефракция и ее непосредственное значение в стрельбе
В этой статье я частично затронул явления, которыми оперируют стрелки. А именно
такое явление как МИРАЖ. И что же на самом деле подразумевают эти явления, с
точки зрения физики процесса.
Световые лучи при прохождении в атмосфере претерпевают искривление. Искривление
световых лучей в астрономии называют - РЕФРАКЦИЕЙ.
Вот по этому, при заходе солнца, нижний край его диска, кажется в среднем на 35′
выше, чем есть на самом деле, а верхний который находится дальше от горизонта,
смещается на 29′
В зависимости от количества солнечной радиации и характера подстилающей
поверхности, слои атмосферы прогреваются по-разному.
Если нижние слои воздуха нагреваются больше, чем верхние, они становятся
оптически более разряженными и менее преломляющими вследствие чего лучи света
изгибаются в направлении от Земли. Отдельные объекты, обычно не видимые,
становятся видимыми. В тех случаях, когда искривление лучей бывает чрезвычайно
сильным, наблюдается одно из самых интересных оптических явлений природы -
МИРАЖ.
Миражи принадлежат к явлениям аномальной РЕФРАКЦИИ света, при которых видно
кроме предмета и их изображение.
Изображение может располагаться над предметом (верхний мираж) и под предметом
(нижний мираж) В горах возможно возникновение и бокового миража.
Явления ВЕРХНЕГО миража обязаны своим происхождением резкому падению плотности
воздуха в вертикальном положении. Он может наблюдаться зимой в холодных странах,
когда в близи земной поверхности образуется холодный слой воздуха, в котором
показатель преломления быстро убывает с высотой. При верхних миражах, помимо
самих предметов, видны и их изображения, расположенные сверху
Явление НИЖНЕГО миража, как обратные явления верхнего миража, должны быть
обусловлены ростом плотности воздуха вверх. Нижний мираж наблюдается в пустынях
и в степях в теплое время года, когда прилегающий к земной поверхности слой
воздуха сильно нагрет, а его плотность и показатель преломления быстро
возрастают с высотой.
В горах, хотя и редко, наблюдается БОКОВОЙ мираж, связанный с изменением
показателя преломления воздуха в боковом направлении.
 |
|
Вот приблизительная схема конвекции |
То явление, что стрелки называют миражом, на самом деле к миражу имеет косвенное
отношения. Потому, как это явление называется КОНВЕКЦИЯ ВОЗДУХА.
Для возникновения конвекции, необходимо большая нагретая поверхность земли и
наличие холодного воздуха, который задувается с разных сторон на нагретую
поверхность. У самой земли холодный воздух прогревается, становясь легким и,
поднимается вверх. По мере подъема его вверх он охлаждается, становясь тяжелым,
и снова опадает на нагретую поверхность. Получается такой круговорот. Вот
восходящие потоки горячего воздуха мы и видим в оптику. Конвекция может
происходить и от нагретого в результате стрельбы ствола, что будет существенно
мешать стрельбе. А путать это явление с миражом просто варварство, с точки
зрения физики и самого явления.
РЕФРАКЦИЯ света, как мы уже выяснили, подразумевает под собой искривление
световых лучей при прохождении через атмосферу.
Различают Астрономическую и Земную Рефракцию.
В первом случае рассматривается искривление световых лучей приходящих к
наблюдателю от небесных светил (Солнца, звезд) и преломляются лучи в верхних
слоях атмосферы. Вот по этому мы видим диск солнца на закате и нам кажется, что
он полный, а на самом деле его нижний край находится уже за горизонтом.
Но нам, атмосферная рефракция не интересна. Нам интересна ЗЕМНАЯ РЕФРАКЦИЯ -
когда лучи света идут от объекта наблюдения к наблюдателю и преломляются в слоях
атмосферы у земли. Эта рефракция изучена мало и имеет ряд сюрпризов. Все зависит
от коэффициента преломления воздуха, который зависит от плотности воздуха,
который в свою очередь будет зависеть от температуры, и от температуры потоков
воздуха, дующих над землей. При этом, будут возникать границы разделов между
холодным и теплым, что будет приводить к отклонению лучей света. (Образованию
дополнительной воздушной линзы) Если даже нет потоков воздуха (ветра), а стоит
полный штиль, изменение коэффициента преломления приводит так же к изменению
хода световых волн.
Коэффициент преломления (n) воздуха равен n = 1.000292 при температуре +20. С.
Этот показатель напрямую зависит, от температуры и давления. Изменении этого
показателя, приводит к изменению показаний дальности до цели.
Я неоднократно проводил эксперименты в 300 метровом Олимпийском тире, где
дистанция промерена до 1 см.
Суть эксперимента заключалось в следующем:
Выставлялся щит на рубеже 300м, а на рубеже открытия огня, ставился дальномер
Лейка Скан 1200 на штативе, который наводился на щит и больше не передвигался.
Измерения дальности, температуры и давления производились каждый час.
Условия стрельбы: Лето, Стрельба велась с 11.00 до 22.00 и с 5.30 следующего дня
до 12.00. Полное отсутствие ветра.
Оружие пристреляно на 100м, при температуре +15 С, при давление 999мБар. Высота
над уровнем моря 100м. На этом же полигоне.
Стрельба: Температура воздуха днем составляла +26 С, давление 995мБар,
замеренная дальность составляла 300м.
Расчет поправок велся с помощью баллистического калькулятора Борисова, версии
1.47
До 18.00 все показания калькулятора, совпадали с показателями стрельбы.
Начиная с 18.00, когда температура упала до +19 С, а давление выросло до
998мБар, замеренная дальность до цели, уже составила 298м.
С 19.00-до 20.00 температурный градиент понизился до +18 С, давление 998мБар, а
дальномер стал показывать дальность до цели равную 297м. В воздухе чувствовалась
прохлада.
При чем, все кто стрелял после 18.00, имели занижение на 300 метров в 4,4см.
Кроме одного парня, которому я давал расчеты по своей таблице.
Стрельбу на следующий день начали в 5.30 утра. Температура +17 С, давление
998мБар. Дальномер показывал 297м, занижение так и осталось в приделах 4-4,5см
на 300м.
В 7.00 по мере увеличения температуры +18,5 С дальномер стал показывать 299м, а
в 8.20 дальномер показал ровно 300м. Показатель стрельбы выровнялся с
показателем калькулятора Борисова. Занижения не
было!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Из этого опыта наглядно видно, что Лейка обманулась на 3метра, за счет изменения
рефракции. А как же обманулся глаз человека, а он обманулся на 4,4 см на этой
дальности.
Вывод: За счет рефракции, и изменения коэффициента преломления воздуха, нам
кажется, что объект стал ближе, и мы целенаправленно занижаем СТП, хотя на самом
деле дальность осталась прежней. Вот по этому у многих стрелков меняется СТП без
видимых причин на это, а с наступлением другого дня все становиться на свои
места.
Теперь если во все это добавить и ветровой фактор, то вопрос стрельбы будет еще
более сложным и запутанный. Потому как очень сложно определить, когда появится
граница раздела между холодным и теплым, на границе которой, образуется
воздушная линза, которая и приведет к сносу СТП. Вот от этой границы и зависит
вертикальная составляющая ветрового сноса с разных углов. И не один БК не
считает правильно вертикальную составляющею ветрового сноса, так как он не
учитывает Рефракцию. Ведь ветер, дующий под углом, имеет свою температуру и
плотность, по отношению ко всей траектории полета пули, где температура и
плотность воздуха будет совсем другая.
Дальше, вот по этому очень сложно наработать статистику по ветровой
составляющей. Тут надо точно знать условия стрельбы в различной местности.
Вот например с наступлении зимы, в поправки прицела надо добавляю 0.25 МОА - это
на 100 метров. Это связано с коэффициентом преломления воздуха, так как меняется
температура и плотность воздуха. А вот дальше 200 метров надо знать точно
изменение этих градиентов. Надо угадать, что теплее земля или воздух, вот от
этого и отталкиваться.
Изменение коэффициента преломления воздуха может уводить СТП до 15мм на 100
метров, как вниз, так и вверх, так и по сторонам - влево и вправо. А на 650
метров этот показатель может составлять примерно 18 см. (проводился точно такой
же эксперимент, который описан выше, только на дальности 650м)
Как можно приблизительно просчитать коэффициент на Рефракцию.
В моей местности при росте человека приблизительно 1м75см - горизонт виден на
дальности 6км не больше (У меня высота над уровнем моря составляет 100-110м) при
закате солнечный диск находится за горизонтом на 35 минут. Из этого всего можно
составить приблизительную пропорцию. И вычислить коэффициент рефракции на нужной
дальности. Сказать, что это правильно я делаю, нельзя. Но другого выхода в
стрелковых соревнованиях и боевой работе нет. Потому как нет у меня в наличие
специальных приборов измеряющих это явление, да и таскать их с собой тяжело, да
и не надо.
Из практики скажу, что такой подход работает, правда иногда с ошибкой.
С уважением Сергей (ССВ)
|