Top neizvestno
5 subscribers

Пули против стрел: какая из них пробивает мешки с песком?

Только один окажется эффективным против этого исторически доказанного защитного механизма.

Пули против стрел: какая из них пробивает мешки с песком?
Пули против стрел: какая из них пробивает мешки с песком?

Мешки с песком исторически оказались очень эффективными объектами, останавливающими пули. Используемые для этой цели, по крайней мере, примерно в конце 18 века во время осады Девяносто шестого , они все еще широко используются сегодня для той же цели.

Но могут ли они противостоять мощи стрел ? Оказывается, ответ может вас просто удивить.

Но, прежде чем мы действительно рассмотрим различные способы взаимодействия пуль и стрел с мешками с песком, было бы полезно сравнить эти два снаряда.

Чем стрелы и пули отличаются друг от друга?

Если вы хоть как-то знакомы с пулями и стрелами, то знаете, что разница между ними довольно заметна. Помимо своего общего размера, формы и средств движения, они оба взаимодействуют с целями очень разными, но в то же время в чем-то похожими способами.

Пули против стрел: какая из них пробивает мешки с песком?
Пули против стрел: какая из них пробивает мешки с песком?

Однако важно отметить, что такое сравнение очень похоже на сравнение яблок с апельсинами. Это разные технологии, предназначенные для разных целей.

При этом давайте посмотрим на некоторые основные различия между ними.

1. Они предназначены для разных целей.

Как упоминалось ранее, основное различие между пулями и стрелами заключается в том, для чего они предназначены. Стрелы, в целом, предназначены для прорезания целей, используя их массу и остроту, в то время как пули предназначены для передачи массивной энергии цели при ударе.

Это влияет не только на то, как каждый из них движется по воздуху, но и на то, что происходит, когда они сталкиваются с чем-то на другом конце.

Это то, что делает пули такими разрушительными. Будь то обнаженная плоть или твердый предмет, пули, как правило, причиняют серьезный ущерб. С другой стороны, стрелы обычно проходят сквозь цель, а затем попадают в цель.

2. Обладают разными физическими и аэродинамическими свойствами.

Пули обычно представляют собой небольшие металлические снаряды, выпущенные с высокой скоростью в результате контролируемого взрыва. Стрелы, с другой стороны, в основном представляют собой отрезки материала (например, дерево, металл или углеродное волокно) с прочным наконечником (обычно металлическим), приводимым в движение большой пружиной для достижения цели.

Разница в том, что запуск напрямую влияет на конструкцию стрел и аэродинамические свойства.

Одно из основных отличий - способ передвижения по воздуху. Пули имеют более высокую скорость и меньшую массу, поэтому они могут лететь дальше и быстрее, чем стрелы. Если ствол пистолета нарезан, пуля также будет вращаться в воздухе, уменьшая отклонение и делая их довольно точными на расстоянии.

 Источник:  Дэйв Иденс / Flickr
Источник: Дэйв Иденс / Flickr

Стрелы, с другой стороны, реагируют на прилагаемые к ним экстремальные толкающие силы, когда они покидают лук. По этой причине им нужно сгибать рукоять лука во время выстрела, а затем выпрямляться в полете - это одна из основных причин, по которой несколько цивилизаций почувствовали необходимость добавить оперение (или плавники) на задней части стрелы. .

В полете оперение стабилизирует древко, придавая стрелу вращение. Это работает аналогично тому, как квотербек придает мячу спиральное вращение при передаче. Вращение удерживает стрелу на траектории полета и помогает сохранить ее скорость, точность и максимальную энергию удара. Как правило, оперение должно быть шире, чем режущий диаметр наконечника стрелы.

Стрелки также будут "качаться". как они летают по воздуху. Более низкие скорости запуска и их большая масса также имеют тенденцию означать, что стрелы имеют гораздо меньшую дальность действия по сравнению с пулями.

В то время как оба будут лететь по общей параболе в полете , стрелки в гораздо большей степени подвержены влиянию гравитации, направления ветра и сопротивления воздуха по сравнению с пулями.

Пули также короче, с более широким поперечным сечением и без плавников. Стрелы явно длиннее, с меньшим поперечным сечением, имеют плавники сзади и массу спереди.

Основная причина этого в том, что пули должны плотно прилегать к стволу пистолета перед выстрелом. Это сделано для того, чтобы максимально увеличить количество энергии, передаваемой пуле при взрыве пороха, мы хотим минимизировать «утечку» газов вокруг пули. По этой причине они, как правило, имеют примерно цилиндрическую или сферическую форму.

3. На самом деле они имеют относительно сопоставимые импульсы, но очень разные кинетические энергии.

В любом обсуждении такого рода обычно упоминается относительный импульс пули или стрелы. Хотя этот показатель полезен при некоторых обстоятельствах, он может немного ввести в заблуждение при обсуждении их относительной эффективности как оружия.

 Источник:  Arctic Wolf / Flickr
Источник: Arctic Wolf / Flickr

Однако, поскольку импульс является функцией скорости и массы снаряда, вы, вероятно, сразу заметите проблему этого сравнения.

В качестве примера сравните пулю весом 180 гран (11,7 г), стреляющую со скоростью 2000 футов в секунду (610 м). По сравнению с 7000-зернами (453 г / фунт) хлопкового волокна, движущимся со скоростью 50 футов / с (15 м / с), их относительная скорость будет сопоставимой.

Это хороший показатель для использования? Очевидно нет.

По этой причине может быть лучше использовать другой показатель, например кинетическую энергию. В отличие от импульса, кинетическая энергия увеличивается пропорционально квадрату скорости снаряда.

Учитывая те же примеры, приведенные выше, пуля будет иметь кинетическую энергию около 2160 джоулей (1600 футов / фунт), в то время как мешок с хлопком будет иметь около 54 джоулей (40 футов / фунт). Гораздо большая разница и сравнение, которое более полезно при сравнении этих двух снарядов.

Чтобы представить эти числа в перспективе, джоуль - это примерно энергия, необходимая, чтобы поднять яблоко на 1 метр вертикально.

Все хорошо, а что насчет стрелы?

Учитывая стрелу весом 400 гран (26 г), с широким наконечником 100 гран (6,5 г), движущуюся со скоростью 250 футов / с (76 м / с), стрела будет иметь кинетическую энергию 94 джоулей (69,5 футов / фунт). . Это явно намного меньше, чем в приведенном выше примере с маркером. Чтобы обеспечить такое же количество кинетической энергии, потребуется стрела весом примерно 2,2 фунта (1 кг) или скорость, превышающая 1310 футов / с (400 м / с).

Очевидно, что с обычным луком это невозможно.

 Источник:  судья Пера / Flickr
Источник: судья Пера / Flickr

Однако, когда речь заходит о кинетической энергии, может быть и слишком много хорошего, особенно когда речь идет о проникновении. Более высокие скорости и, следовательно, импульс могут иметь обратный эффект, приводя к тому, что снаряд разбивается при ударе и не проникает.

Говоря абстрактно, проникновение - это то, что происходит, когда два материала контактируют друг с другом. То, как деформируется тот или иной материал , скорость приближающегося снаряда и природа цели - все это переменные, которые определяют, насколько глубоко снаряд проникнет, если вообще проникнет.

На самом деле это очень сложная взаимосвязь, и для ее прогнозирования могут потребоваться довольно сложные вычисления.

4. Они по-разному взаимодействуют с целями.

Стрелы и пули ведут себя по-разному, когда попадают в предметы. В качестве примера давайте посмотрим, что с ними происходит, когда они поражают мягкую цель - например, тело.

Начнем с пуль. Когда они поражают цель (в зависимости от того, из чего сделана пуля) их высокая кинетическая энергия будет иметь тенденцию к деформации пули при ударе. Они могут даже «вращаться», когда проходят через цель.

Но важно отметить, что некоторые пули , такие как бронебойные патроны, сконструированы так, чтобы не деформироваться так сильно, как другие, чтобы максимально увеличить их пробивающий потенциал (отсюда и название). Другие, такие как пули с полым наконечником , также специально предназначены для деформации, чтобы увеличить передачу кинетической энергии к цели и нанести более серьезные ранения.

 Источник:  Ричард Элзи / Flickr
Источник: Ричард Элзи / Flickr

При попадании в человека или животное плоть поглощает большую часть импульса пули при ударе, но не всю. Эта энергия должна куда-то уходить, поэтому образуется большая полость, которая впоследствии снова схлопывается. Это действие вызывает массивное повреждение мягких тканей и может даже разрушить кость.

Но это не конец истории.

Пули могут идти по одной из многих траекторий, проходя сквозь плоть, в зависимости от угла падения и места попадания пули. Это может привести к тому, что пули сильно отклонятся от своей первоначальной траектории из-за отклонения внутри тела. Это, в сочетании с их склонностью к деформации, вызывает массивное повреждение мягких тканей и потенциально может повредить несколько жизненно важных органов за один выстрел.

Более того, если скорость пули достаточно высока (в зависимости от размера зерна и калибра оружия ), пуля может даже пройти сквозь цель, оставив зияющую выходную рану при выходе из тела.

Все это вызывает массивные внутренние травмы, разрыв кровеносных сосудов и приводит к внутреннему кровотечению, а также к внешней кровопотере из-за попадания и выхода пули. Довольно ужасно.

 Источник:  Ганс Сплинтер / Flickr
Источник: Ганс Сплинтер / Flickr

С другой стороны, стрелы имеют относительно меньшую скорость и кинетическую энергию, чем пули. Однако они намного тяжелее, длиннее и прочнее как снаряды по сравнению с пулями.

В отличие от пуль (в зависимости от их конструкции) стрелы обычно не деформируются при ударе. Это означает, что вся масса за наконечником стрелы может быть использована для «вбивания» наконечника вглубь цели. Это означает, что они с меньшей вероятностью отклонятся от своей первоначальной траектории и застрянут в цели.

Если стрела обладает достаточной кинетической энергией и не поражает более твердую цель при ударе, она также может полностью проникнуть и выйти из достаточно мягкой цели . По этой причине при некоторых обстоятельствах стрелы могут более эффективно пробивать предметы, чем пули (подробнее об этом позже).

Наконечники стрел бывают самых разных форм и размеров, каждая из которых предназначена для определенной цели. Например, стрелы с широким наконечником - это, по сути, очень острые лезвия в форме клина, которые предназначены для разрезания плоти и костей и причинения серьезных внутренних повреждений.

Другие, такие как  бодкинс , представляют собой обтекаемые головы, специально разработанные для фокусировки импульса стрелы в минимально возможной области, чтобы пробить трудные цели, такие как доспехи или кольчуги.

Пули или стрелы лучше проникают в такие вещи, как мешки с песком?

А теперь о главном событии и причине, по которой вы щелкнули по этой статье. Что из двух, пули или стрелы, пробьет мешки с песком?

 Источник:  Абхиджит Тембекар / Flickr
Источник: Абхиджит Тембекар / Flickr

Мешки с песком, как вы, вероятно, знаете, являются обычным материалом, используемым для защиты сотрудников службы безопасности или военнослужащих от пулевых ранений. На это есть очень веская причина.

В общем, пули небольшого огнестрельного оружия не пробивают их. Учитывая кажущуюся хрупкость мешков с песком (в основном мешков, заполненных песком или землей), это кажется очень неожиданным результатом на поверхности. При этом, с патронами более высокого калибра , одного мешка с песком может быть недостаточно, чтобы заблокировать пулю, но нескольких слоев наверняка хватит.

Поскольку пули движутся с очень высокой скоростью и обладают такой большой кинетической энергией, они, конечно же, должны проходить сквозь них? Однако, как мы знаем из опыта, этого не происходит. Если вы нам не верите, посмотрите одно из множества демонстрационных видео в Интернете. .

Но почему?

Основная причина заключается в том, что трение, вызванное песчинками (или почвой) внутри мешка, и крошечные воздушные зазоры между ними работают как отличные рассеиватели взрывной энергии - как энергия от пули. Когда пуля попадает в мешок, частицы песка вибрируют друг относительно друга и преобразуют энергию пули в звуковую и тепловую энергию.

Трение между зернами также оказывает огромное сопротивление движущейся пуле, очень быстро замедляя ее и останавливая. В этом отношении песок также действует как своего рода жидкость, что часто приводит к изменению траектории пули внутри мешка. Фактически, мешок с песком действует как основная форма амортизатора, лишая пулю ее основного метода пробивания.

 Источник:  Леонард Дж. Мэтьюз / Flickr
Источник: Леонард Дж. Мэтьюз / Flickr

Мешки с песком настолько эффективны в этом деле, что они регулярно используются в качестве дешевой формы временных противопульных укреплений по всему миру. Некоторые бронежилеты также включают небольшие керамические бусины, заключенные в тканевый кожух толщиной всего несколько сантиметров.

Все хорошо, но что произойдет, если выстрелить в мешок с песком?

Удивительно, но более медленная, тяжелая и менее энергичная стрела часто, хотя и не всегда, проникает в мешок с песком. Мастерская Тода есть отличное видео для сравнения.

Но почему?

Именно здесь физические характеристики стрелы дают ей огромное преимущество перед пулями. Их длинная обтекаемая форма и острый конец позволяют им прорезать мешок с песком.

Те же свойства песка, которые замедляют и останавливают пулю, также влияют на стрелу, но поскольку стрела вбивается своей большей массой, пружиной и колебанием, стрела может пробить себе путь. В зависимости от мощности лука, используемого для доставки стрелы, они могут даже разрезать мешки с песком при определенных обстоятельствах.

Еще одно преимущество стрелы перед пулей - гибкий стержень. Прочность на растяжение стержня и его длина предотвращают отклонение наконечника стрелки внутрь песка, что позволяет стрелке перемещаться через песок в более прямолинейном направлении. Однако при наличии достаточно большого мешка с песком вполне возможно, что стрелка также отклонится от такого же отклонения, как это видно на примере пуль.

 Источник:  Ребекка Сигель / Flickr
Источник: Ребекка Сигель / Flickr

Это означает, что стрела может использовать больше своей энергии, чтобы пройти через сумку, тем самым увеличивая ее проникновение.

Можно ли использовать мешки с песком для защиты бронетехники, например танков?

Поскольку мешки с песком останавливают пули, почему бы нам не использовать их в качестве брони для таких вещей, как танки ? Как выясняется, они действительно использовались для этого в прошлом - вроде того.

Хотя противотанковые снаряды являются гораздо более крупными и мощными снарядами, чем стрелковое оружие, мешки с песком теоретически могут помочь вывести «жало» из снаряда и защитить находящийся под ним танк. Однако это не было основной причиной их использования.

Во время Второй мировой войны мешки с песком обычно прикрепляли к передней части танков союзников, чтобы защитить их от немецких противотанковых средств, таких как Panzerfaust . Мягкая броня, обеспечиваемая мешками с песком, помогла поглотить большую часть первоначального «шока», для которого было разработано это разрушительное противотанковое оружие.

По крайней мере, это была теория.

 Источник:  NeXesOne / Reddit
Источник: NeXesOne / Reddit

Фактическая эффективность этих мешков с песком с тех пор подвергается сомнению, и они, возможно, оказали больше психологической поддержки экипажам танков, чем фактически защитили их в бою. Также было высказано предположение, что большое количество мешков с песком, привязанных к передней части танков, также было чем-то вроде помехи.

Дополнительный вес часто приводил к более частым поломкам резервуаров. Однако некоторые другие исторические источники не подтверждают это.

Могут ли стрелы пробить бронежилеты?

Поскольку стрелы могут проникать в мешки с песком, вам может быть интересно, во что еще они могут проникнуть. Как насчет бронежилетов?

Как оказалось, было проведено несколько экспериментов. только по его теме.

Удивительно, но при определенных обстоятельствах стрелы действительно могут пробить бронежилеты. Все это зависит от таких элементов, как толщина и состав жилета, мощность лука, тип наконечника стрелы и многие другие факторы.

Например, жилеты из кевлара (обычный материал, используемый в пуленепробиваемых жилетах) специально разработаны для распределения тупого удара от пуль по всей части брони (насколько это возможно). Тем самым сводится к минимуму количество энергии от пули в точке удара - мы надеемся, что спасет жизнь владельца.

Это происходит потому, что волокна жилета не позволяют пуле пробиться сквозь ткань.

 Источник:  Министерство сельского хозяйства США / Flickr.
Источник: Министерство сельского хозяйства США / Flickr.

Однако стрелы - это очень разные части техники. Если бы в тот же кусок пуленепробиваемой брони попала стрела с достаточной кинетической энергией и правильным наконечником, она могла бы довольно легко пробить жилет, эффективно пронзив его.

Наконечник стрелы может прорезать себе путь сквозь волокна - подвиг, с которым не справятся большинство пуль низкого калибра.

Оказывается, кевларовые жилеты также могут быть уязвимы для атак ножом по той же причине. Скоростные винтовочные патроны также будут легко пробивать этот вид жилетов.

Но это не очень справедливое сравнение, поскольку такой кевларовый бронежилет действительно предназначен только для защиты от небольших пистолетов. Более качественные пуленепробиваемые жилеты, которые носят солдаты на передовой, будут иметь металлическую, керамическую или пластиковую броню именно по этой причине.

Эти виды высококлассных бронежилетов (например, Стандарт VI Национального института юстиции США (NIJ) ), вероятно, также будут очень эффективны против большинства стрел - даже боевых стрел, выпущенных из длинного лука. Было бы больно, но стрела не должна пробить.

Итак, почему луки и стрелы были заменены пулями?

Учитывая преимущества стрел перед оружием и пулями, вам может быть интересно, почему они потеряли популярность в бою?

Ответ на самом деле довольно интересен и имеет мало общего, если вообще имеет отношение к их относительному проникновению.

На изготовление и освоение лучников и их снаряжения уходит очень много времени. Средний средневековый английский лучник , например, потребуются годы , чтобы тренироваться , чтобы наращивать силу и навыки , необходимые для надежного и быстрого использования луки и стрелы в бою.

 Источник:  Дэвид Спендер / Flickr
Источник: Дэвид Спендер / Flickr

Луки и стрелы также должны быть изготовлены специализированными торговцами . Эти профессии также потребуют длительного ученичества и многолетнего опыта.

Оружие, с другой стороны, можно было изготовить по стандартному шаблону, и для того, чтобы грамотно владеть и стрелять, требовалось гораздо меньше обучения - обычно это занимало от нескольких недель до месяцев. Их боеприпасы также были относительно быстрыми и дешевыми в массовом производстве по сравнению со стрелами.

Однако важно отметить, что относительные утверждения об обучении, необходимом для любого оружия, горячо обсуждаются.

По этим причинам, среди прочего, ружья со временем стали постепенно отдавать предпочтение по сравнению с луками и стрелами. Это особенно верно, когда было сделано многоразовое огнестрельное оружие, нарезные стволы и другие улучшения, которые сделали оружие гораздо более мощным оружием войны.

Хотя они могут быть менее эффективными против мешков с песком, ружья и пули также гораздо более полезны в других ситуациях по сравнению с луками и стрелами. Их дешевле изготавливать, быстрее учить, их можно стрелять быстрее и на большее расстояние, чем из стрел.

При этом, если вам понадобится поразить цель за мешками с песком в будущем, вы можете положить винтовку и схватить свой верный длинный лук.