Et prosjektil er i det subsoniske regimet når hastigheten er lavere enn lydens lokale hastighet, det vil si når det har et Mach-tall mindre enn 1.
Subsonisk hastighet tilsvarer ikke en universell og uforanderlig hastighet. Lydhastigheten avhenger først og fremst av lufttemperaturen og, i mindre grad for vanlige ballistiske anvendelser, av egenskapene til mediet den passerer gjennom.
I det subsoniske regimet dannes ikke den karakteristiske kontinuerlige sjokkbølgen som er forbundet med supersonisk flyging. Støyen som produseres av gassene ved munningen, den mekaniske driften av våpenet og den mulige anslagslyden, forblir imidlertid.
Lydens hastighet
Lydhastigheten representerer hastigheten som en trykkforstyrrelse forplanter seg med gjennom luften. Under vanlige atmosfæriske forhold uttrykkes den ofte omtrent som 343 meter per sekund, men verdien varierer med temperaturen.
I kald luft avtar lydhastigheten; i varm luft øker den. Følgelig kan det samme prosjektilet ha et litt forskjellig Mach-tall samtidig som det opprettholder den samme målte hastigheten.
For å bestemme flyregimet riktig, er det derfor nødvendig å sammenligne prosjektilets hastighet med den lokale lydhastigheten under faktiske miljøforhold.
Mach-tallet
Mach -tallet uttrykker forholdet mellom prosjektilets hastighet og lydens hastighet:
Mach = prosjektilhastighet ÷ lokal lydhastighet
Generelt sett:
- Mach mindre enn 1: subsonisk regime;
- Mach nær 1: transonisk region;
- Mach større enn 1: supersonisk regime.
Overgangen mellom disse regimene skjer ikke over en perfekt skarp aerodynamisk grense. Det transsoniske området inkluderer faktisk et bånd der noen områder av strømmen rundt prosjektilet kan være supersoniske og andre subsoniske.
Subsonisk regime og transonisk region
Å kalle en ammunisjon subsonisk bare fordi dens nominelle hastighet er litt lavere enn lydhastigheten kan være unøyaktig. Variasjoner fra skudd til skudd, ammunisjonstemperatur og atmosfæriske forhold kan presse noen prosjektiler inn i det transsoniske området.
For å opprettholde ekte subsonisk oppførsel under forskjellige forhold, er spesialisert ammunisjon vanligvis designet med en viss margin over den lokale lydhastigheten.
En hastighet for nær Mach 1 kan gi inkonsekvente resultater: noen skudd kan forbli subsoniske, mens andre kan generere en merkbar sjokkbølge.
Hvorfor sonisk boom ble født
Når et prosjektil beveger seg med supersonisk hastighet, komprimerer det luften raskere enn forstyrrelsene kan forplante seg. Dette skaper et system av sjokkbølger som følger prosjektilet langs banen.
Passasjen av denne bølgen oppfattes som et sonisk smell eller smell . Det er ikke en enkelt lyd som produseres bare når lydbarrieren overskrides, men en bølge som utvikler seg kontinuerlig mens prosjektilet forblir supersonisk.
I det subsoniske regimet forekommer ikke dette fenomenet.
Subsonisk ammunisjon og stillhet
Fraværet av en sonisk smell betyr ikke at opptaket er helt stille. Den generelle støyen kan omfatte:
- ekspansjon av gasser ved munningen;
- støvforbrenning;
- bevegelse av lukkeren eller lysbildet;
- perkusjon og andre mekaniske lyder;
- kulepåvirkning;
- akustiske refleksjoner fra omgivelsene.
Subsonisk ammunisjon eliminerer bare lydkomponenten knyttet til prosjektilets sjokkbølge. Hørselsvern er fortsatt nødvendig.
Subsonisk prosjektil og lydmoderator
En lydmoderator reduserer trykket og hastigheten til gasser før de slippes ut i atmosfæren. Den kan imidlertid ikke eliminere sjokkbølgen som genereres av et supersonisk prosjektil langs banen.
Kombinasjonen av subsonisk ammunisjon og moderator kan derfor redusere begge de viktigste akustiske komponentene: den oppfattede munningsdetonasjonen og det supersoniske poppet.
Mekanisk støy og støtstøy forblir. All bruk av fastholdelsesanordninger må være i samsvar med gjeldende forskrifter og våpenprodusentens instruksjoner.
Hvordan få tak i subsonisk ammunisjon
En subsonisk ammunisjon er konstruert slik at prosjektilet holder seg under lydhastigheten under de tiltenkte forholdene. Dette resultatet kan oppnås gjennom en kontrollert kombinasjon av:
- prosjektilmasse;
- type og mengde drivmiddel;
- indre volum av saken;
- driftstrykk;
- fatlengde;
- egenskapene til det spesifikke våpenet.
Hastighetsreduksjon bør ikke improviseres ved å modifisere en standardladning. Uverifiserte konfigurasjoner kan føre til uregelmessig forbrenning, overtrykk eller at kulen stopper i løpet.
Hvorfor tunge kuler brukes
Mange subsoniske ammunisjonsvåpen bruker relativt tunge prosjektiler. Siden kinetisk energi avhenger av både masse og hastighet, kompenserer økende masse delvis for reduksjonen i hastighet.
En tyngre kule kan også tilby:
- større mengde bevegelse;
- høyere energi enn en lett ball med samme hastighet;
- bedre fartsretensjon, hvis den er riktig formet;
- mer pålitelig drift på noen spesialdesignede plattformer.
Den større vekten resulterer generelt i en lengre lengde og kan kreve en raskere riflebane.
Stabilitet av subsoniske prosjektiler
Gyroskopisk stabilitet avhenger av rotasjonshastigheten som riflingen gir. For samme tonehøyde reduseres også prosjektilets rotasjonshastighet ved å redusere den lineære hastigheten.
Et langt, tungt prosjektil som skytes ut med subsonisk hastighet kan derfor kreve raskere rifling enn en kortere kule.
Utilstrekkelig stabilitet kan føre til:
- veldig brede rosetter;
- ovale hull på målet;
- sidetrykk eller nøkkelhull;
- lavere effektiv ballistisk koeffisient;
- mulig velt under flyturen.
Før du bruker visse kuler, er det nødvendig å sjekke om de er kompatible med løpets stigning.
Luftmotstand i det subsoniske regimet
Selv under lydhastigheten møter prosjektilet aerodynamisk motstand som gradvis reduserer hastigheten.
I det subsoniske regimet er det ikke den samme bølgemotstanden assosiert med supersoniske sjokkbølger, men de fortsetter å virke:
- trykkmotstand på nesekeglen;
- overflatefriksjon;
- basemotstand;
- kjølvannsturbulens;
- ekstra motstand på grunn av giring.
Prosjektilets form og regelmessigheten av dets justering er derfor fortsatt viktig.
Prosjektilets aerodynamiske form
Prosjektiler designet for supersoniske hastigheter er ikke nødvendigvis optimalisert for det subsoniske regimet. Nese, lengde og båthale må vurderes i forhold til det faktiske hastighetsområdet.
En svært konisk form kan holde hastigheten godt, men den må også være stabil og kompatibel med løpet. I noen subsoniske applikasjoner foretrekkes en god balanse mellom masse, lengde, nøyaktighet og terminaloppførsel.
Flytid
På grunn av sin lavere hastighet bruker et subsonisk prosjektil vanligvis lengre tid på å nå målet sitt enn et supersonisk prosjektil.
Den økte flytiden resulterer i:
- lengre varighet av tyngdekraftens virkning;
- mer buet bane;
- større følsomhet for avstandsfeil;
- større eksponering for vindpåvirkning;
- størst mulig forskyvning av et bevegelig mål.
Disse effektene øker raskt med avstanden.
Fallet av prosjektilet
Tyngdekraften virker på ethvert prosjektil uavhengig av hastighet. Et subsonisk prosjektil bruker imidlertid lengre tid på å tilbakelegge samme distanse og trekkes derfor nedover over en lengre distanse.
Banen har en mer uttalt krumning enn for en supersonisk kule med høy hastighet. Små feil i avstandsestimering kan derfor gi betydelige vertikale variasjoner på målet.
Drift forårsaket av vinden
Den lengre flyvetiden gjør generelt det subsoniske prosjektilet mer følsomt for vind. Driften avhenger også av den ballistiske koeffisienten og den transversale komponenten av strømmen.
Et tungt, aerodynamisk effektivt subsonisk prosjektil kan yte bedre enn et lett, ineffektivt, men det eliminerer ikke behovet for å nøye evaluere vindstyrke og -retning.
Fart og energi
Kinetisk energi uttrykkes ved forholdet:
Energi = ½ × masse × hastighet²
Siden hastigheten er kvadrert, resulterer reduksjon av den i en betydelig reduksjon i energi. Bruk av tyngre prosjektiler oppveier bare delvis denne effekten.
En subsonisk ammunisjon bør derfor ikke anses som likeverdig med den tilsvarende supersoniske ammunisjonen når det gjelder energi, bane eller terminaloppførsel.
Motormengde
Momentum avhenger av produktet av masse og hastighet. Et tungt prosjektil kan opprettholde betydelig momentum selv ved subsoniske hastigheter.
Imidlertid er momentum og energi forskjellige størrelser. Ingen av dem, isolert sett, beskriver fullt ut penetrasjon, ekspansjon eller terminal effektivitet.
Terminalens oppførsel
Mange tradisjonelle ekspanderende kuler er designet for å operere innenfor et bestemt hastighetsområde. Hvis treffet skjer med for lav hastighet, kan ekspansjonen bli redusert eller helt fraværende.
Prosjektiler spesielt utviklet for subsonisk bruk kan ta i bruk:
- optimaliserte hulrom foran;
- tynnere eller segmenterte strøk;
- geometrier designet for å åpne ved lav hastighet;
- dedikerte materialer og konstruksjoner.
Oppførselen må evalueres ved hjelp av produsentdata med henvisning til forventet støthastighet.
Jaktbruk
Subsonisk ammunisjon kan gi betydelige begrensninger for jakt. Den lavere hastigheten resulterer i en mer buet bane, økt flytid og redusert tilgjengelig energi.
Det er nødvendig å vurdere:
- arter og størrelser på ville dyr;
- effektiv avstand;
- restenergi;
- prosjektilets ekspansjonskapasitet;
- nøyaktigheten til våpen-ammunisjonskombinasjonen;
- gjeldende lovgivning;
- mulighet for umiddelbar og ansvarlig avliving.
En subsonisk ammunisjon bør ikke velges bare på grunn av det lave støynivået.
Hvordan halvautomatiske våpen fungerer
Halvautomatiske våpen bruker en del av energien fra skuddet til å fullføre avfyringssyklusen. En subsonisk patron kan utvikle utilstrekkelig gass eller impuls til å aktivere systemet ordentlig.
Følgende kan forekomme:
- lukkeren åpner seg ikke;
- ufullstendig utvisning;
- manglende evne til å mate neste skudd;
- syklusblokk;
- uregelmessig drift mellom skuddene.
Noen våpen er spesielt designet eller konfigurert for subsonisk ammunisjon. Kun kombinasjoner som er erklært kompatible av produsenten, skal brukes.
Løpslengde
Løpslengden kan påvirke hastigheten som utvikles av selve ammunisjonen. Et lengre løp gir gassene mer tid til å utøve trykk på prosjektilet, selv om resultatet avhenger av typen drivmiddel og den totale belastningen.
En subsonisk patron i et gitt løp kan nærme seg eller overskride lydhastigheten hvis den brukes i et annet løp eller under andre miljøforhold.
Tilstanden må verifiseres på det spesifikke våpenet ved hjelp av en kronograf.
Ammunisjonstemperatur
Temperatur kan påvirke kruttforbrenning og munningshastighet. Ammunisjon nær den soniske terskelen kan forbli subsonisk under kalde forhold og bli transsonisk eller supersonisk når temperaturen stiger.
Omfanget av variasjonen avhenger av drivstoffet og patronkonfigurasjonen. For å oppnå konsistente resultater er det best å unngå betydelige temperaturforskjeller mellom testing og bruk.
Atmosfæreforhold
Siden lydhastigheten endres med temperaturen, avhenger klassifiseringen av prosjektilet også av miljøet.
Forholdene påvirker også:
- lufttetthet;
- aerodynamisk motstand;
- flytid;
- falle;
- driver i vinden;
- gyroskopisk stabilitet.
En ballistikkkalkulator må bruke atmosfæriske data som er i samsvar med stedet og tidspunktet for testen.
Naturlig subsonisk ammunisjon
Noen patroner utvikler normalt hastigheter lavere enn eller nær lydens hastighet, spesielt når man bruker tunge kuler og relativt lavt trykk.
Andre patroner tilbys i ladninger som er spesielt merket subsonisk. Denne betegnelsen garanterer imidlertid ikke samme hastighet i alle våpen: løpslengde, toleranser og temperatur kan forårsake variasjoner.
Saken om .22 Long Rifle
I kaliber .22 Long Rifle finnes det standard, høyhastighets og spesifikt subsoniske ladninger. Noe standardammunisjon kan være subsonisk under visse løp og forhold, mens annen kan nærme seg eller overskride den soniske terskelen.
Oppførselen må verifiseres med tanke på det spesifikke våpenet og omgivelsestemperaturen. Selv en liten endring i hastighet kan avgjøre tilstedeværelsen eller fraværet av supersoniske sprekker.
Lading og sikkerhet
Klargjøring av subsonisk ammunisjon krever spesiell forsiktighet. Vilkårlig reduksjon av en ladning garanterer ikke sikker eller konsistent ytelse.
Feil lading kan forårsake:
- feiltenning;
- variasjoner i høy hastighet;
- ufullstendig forbrenning;
- unormalt trykk;
- kule arrestert i løpet;
- funksjonsfeil i våpenet.
Kun offisielle og verifiserte data må brukes, som samsvarer nøyaktig med kaliber, kule, krutt, tennhette og hylster som brukes.
Kulen stoppet i løpet
Utilstrekkelig skyvekraft kan føre til at kulen sitter fast i løpet. Å avfyre et påfølgende skudd med blokkert åpning kan forårsake alvorlig skade på våpenet og personskade.
Hvis skuddet produserer en uvanlig lav lyd eller rekyl, bør du stoppe skytingen umiddelbart, avlaste skytevåpenet på en sikker måte og kontrollere at løpet er klart ved å følge riktige prosedyrer.
Kronografmåling
Den mest pålitelige metoden for å avgjøre om en ammunisjon forblir subsonisk er å måle hastigheten med en kronograf.
Testen må inneholde flere skudd for å evaluere:
- gjennomsnittsfart;
- maksimal og minimal hastighet;
- ekstremt gap;
- regelmessighet av lasting;
- margin i forhold til lydhastigheten.
Sammenligningen må ta hensyn til temperaturen og den lokale lydhastigheten.
Nullstilling med subsonisk ammunisjon
Subsonisk ammunisjon har en annen bane enn supersonisk ammunisjon. Ved å variere hastighet, vekt og løpets oppholdstid kan også treffpunktet endres.
Våpenet må derfor nullstilles med den spesifikke ammunisjonen som brukes. Det bør ikke antas at en nullstilling oppnådd med en supersonisk patron vil forbli gyldig.
Fordeler med det subsoniske regimet
Viktige fordeler inkluderer:
- fravær av sonisk boom;
- reduksjon av total støy i passende konfigurasjoner;
- ofte mer inneholdt rekyl;
- muligheten for å unngå overgangen fra supersonisk til subsonisk;
- spesialisert bruk av dedikerte våpen og ammunisjon.
Grenser for det subsoniske regimet
De viktigste begrensningene inkluderer:
- mer buet bane;
- lengre flytid;
- større følsomhet for avstandsfeil;
- redusert energi sammenlignet med supersoniske belastninger;
- mulig funksjonsfeil i halvautomatiske våpen;
- behov for kuler som er kompatible med riflebanen;
- mulig utilstrekkelig terminalutvidelse;
- Ytelsen er sterkt avhengig av den spesifikke konfigurasjonen.
Et flyregime med spesifikke egenskaper
Subsonisk kamp handler ikke bare om å redusere hastigheten til ammunisjon. Det krever en balanse mellom prosjektilmasse, trykk, drivmiddel, løpslengde, stabilitet og terminal oppførsel.
Fraværet av en sjokkbølge reduserer en betydelig komponent av støyen, men endrer flytid, bane og energi betydelig. For å bruke subsonisk ammunisjon riktig, er det nødvendig å verifisere dens sanne hastighet, stabilitet, nullstilling og kompatibilitet med våpenet.
