انحراف عمودی ساچمه‌های شلیک‌شده در باد

از مجله آنلاین hardairmagazine

این ماه باب اِستِرن[۱] ویراستار فنی مجله هارداِیر می خواهد در مورد اتفاقاتی که برای ساچمه‌های تفنگ بادی در زمان شلیک در باد می افتد، اطلاعات شگفت‌انگیزی ارائه کند. ممکن است لازم باشد بیشتر از یک بار این را بخوانید…

خیلی خوب می‌شد اگه باد همیشه تو یه جهت و با سرعت یکسان می‌وزید. ولی متأسفانه این اتفاقیه که به‌ندرت می افته…

همونطور که در مقاله ماه گذشته اشاره کردم، وقتی باد از جلوی صورت شما می‌وزه (ساعت ۱۲) تمایل داره که سرعت ساچمه رو بیشتر کم کنه و ساچمه در این حالت مقداری پایین‌تر از نقطه مدنظر شما به سیبل میخوره. وقتی از پشت سر شما می‌وزه (ساعت ۶) سرعت ساچمه کم نمیشه و افزایش هم پیدا میکنه و مقداری بالاتر از نقطه مدنظر شما می‌خوره.

کاهش بیشتر سرعت ساچمه یا افزایش بیشتر سرعت باد تأثیرات ملموسی رو در پی خواهد داشت.

علاوه بر این بر ساچمه هایی با ضریب بالستیک پایین مثل ودکاتر (ساچمه هایی که برای ایجاد سوراخ گرد در سیبل‌های کاغذی استفاده میشن) تأثیر ملموسی خواهد گذاشت. در این نمودار اتفاقاتی که هنگام وزش باد در جهات مختلف بر نقطه برخورد ساچمه می‌افتد ارائه شده است:

زمانی که باد از جهات مختلف می‌وزد ساچمه‌هایی که به سیبل برخورد می‌کنند الگوی بیضوی را در آن تشکیل می‌دهند.

نسبت‌های طرح بیضی تشکیل یافته به این بستگی دارد که سرعت ساچمه براثر باد مخالف چقدر پایین می‌آید. هرقدر سرعت کمتر پایین بیاید الگو متمایل به یک خط افقی خواهد بود (من به‌منظور وضوح نمودار بالایی در مورد نسبت‌های بیضی اغراق کردم)

برای مرمی‌ها به دلیل ضریب بالستیک بالا تغییرات نقطه برخورد عمودی کم خواهد بود. درواقع فقط شاهد انتقال نقاط برخورد به‌صورت یک‌طرفه در قالب یک خط تقریبا افقی خواهیم بود.

در اینجا یه نکته بسیار مفید است که دونستنش خالی از لطف نیست. توجه داشته باشید که موقع چرخش جهت باد از ساعت ۲ به ۴ یا ساعت ۸ به ۱۰، الگوی یک‌طرفه به‌سختی تغییر می‌کنه. وبرعکس موقع چرخش جهت باد از ساعت ۱۱ به ۱ یا از ساعت ۵ به ۷ نقطه برخورد الگوی یک‌طرفه رو مقادیر زیادی تغییر می‌ده.

این بدین معنیست که نشانه‌گیری در مواقعی که باد از پشت یا جلو می‌وزد نسبت به مواقعی که از طرفین (چپ و راست) می‌وزد سخت‌تر است.

چرخش باعث انحراف عمودی می‌شود

خوب بود تمام قضایای مربوط به شلیک ساچمه‌ها در مواقع وزش باد را در نمودار بالا خلاصه کرد ولی به خاطر لوله‌های خان دار نمی‌شود.

نمودار بالایی فقط قابلیت استفاده در تفنگ‌های بدون خان را دارد. زمانی که جسم پرت شونده را چرخاندیم اتفاقات عجیبی رخ داد. اتفاقی که انتظار دارید در محدوده سرعت ۰ تا ۸ مایل بر ساعت (۰ تا ۳.۵ متر بر ثانیه) زمانی که باد از سمت ساعت ۳ می‌وزید رخ بدهد، به شرح زیر است: با افزایش سرعت مجموعه نقاط کاملاً به‌صورت افقی حرکت می‌کنند

حتی اگر شما یک اسلحه با دقت مناسب داشته باشید موقع وزش باد شاهد تشکیل یک خط خوب افقی بر روی سیبل نخواهید بود. بجای آن شما با مجموعه‌ای از نقاط شیب‌دار مواجه خواهید شد.

این اتفاق ناشی از آن چیزی است که ما آن را «پرش آیرودینامیکی» می‌نامیم. این اتفاق تحت اثر زمانی می‌افتد که شما به ژیروسکوپ[۴] از یک‌جهت فشار می‌دهید و آن با حرکت ۹۰ درجه نسبت به نیرو به این اتفاق واکنش می‌دهد.

در یک پرتابه در حال چرخش مرکز ثقل و مرکز فشار به‌ندرت در یک ردیف قرار می‌گیرند. درواقع با تغییر سرعت مرکز فشار هم تغییر می‌کند.

ساچمه‌های دیابلو[۵] طوری طراحی شده است که در آن مرکز ثقل جلوتر از مرکز فشار است تا به آن پایداری شاتلکاک[۶] ببخشد. زمانی که ساچمه از لوله تفنگ خارج می‌شود و وارد باد می‌شود تمایل دارد که در آن بچرخد.

ساچمه‌ها در باد به نیروی جانبی با فرازوفرود واکنش می‌دهند که این کار به جهت چرخش ساچمه‌ها و جهت باد بستگی دارد.

اثبات در دنیای واقعی

با چرخش به سمت راست و وزش باد از سمت راست، ساچمه به سمت پایین متمایل شده و بر روی سیبل نقطه‌ای پایین‌تر از هدف را می‌زند. با وزش باد از سمت چپ، ساچمه به سمت بالا متمایل شده و نقطه‌ای بالاتر از هدف را می‌زند.

نمودار پایین که «گلباد» نام دارد توسط مایک نیکش[۷] از کمپانی توماس رایفلز ترسیم شده است. این نمودار اثر گفته‌شده در قسمت بالا را در فاصله ۲۵ متری و سرعت باد ۳ مایل بر ساعت (۱.۳۴ متربرثانیه) نشان می‌دهد.

در خاطر داشته باشید که بدون یک تفنگ بادی و تیرانداز دقیق (یک تیر، یک هدف) همه این شلیک‌ها یک سوراخ بزرگ را در فاصله ۲۵ متری ایجاد می‌کنند.

در اینجا یک نمودار عمومی بزرگ‌تر اثر گفته‌شده را نشان می‌دهد و شما می‌توانید ببینید چه اتفاقی می‌افتد.

این نمودار ساچمه‌های شلیک‌شده از لوله تفنگ بادی با گردش خان از چپ به راست را نشان می‌دهد. اگر گردش خان لوله تفنگتان از راست به چپ باشد نتایج برعکس خواهد شد. به‌عبارت‌دیگر وزش باد از سمت راست باعث می‌شود ساچمه به نقطه‌ای بالاتر از نقطه مدنظر بخورد. همچنین وزش از سمت چپ باعث می‌شود ساچمه به نقطه‌ای پایین‌تر بخورد.

به تغییر زیاد مکان نقطه برخورد در مواقع وزش باد از ساعت ۱۱ تا ۱ و از ساعت ۵ تا ۷ توجه داشته باشید؛ برخلاف انتظار که این تغییر مکان‌ها افقی باشند، عمودی هستند.

بسیاری از تیراندازان (حتی خود من تا همین اواخر) به‌اشتباه «اثر ماگنوس[۸]» را مقصر این تغییر مکان عمودی می‌دانستیم. ساچمه در واقعیت همیشه در «باد نسبی» شلیک می‌شود و می‌چرخد و تا آنجا که به آن مربوط می‌شود «باد صرفاً جانبی» وجود ندارد؛ بنابراین نیروی بالابرنده یا پایین برنده ادامه‌دار به دلیل اثر ماگنوس وجود ندارد.

این قضیه واکنش ژیروسکوپیک به نیروی جانبی باد، هنگام چرخش گلوله در باد است؛ و این قضیه عامل پرشی است که ما از آن به‌عنوان تغییر نقطه برخورد عمودی یاد می‌کنیم.

عملکرد برعکس اسلاگ

هرکس با تجربه گسترده در تیراندازی گلوله‌های مرمی دار (الآن با خودش میگه که منم شاهد این حالت معکوس بوده‌ام  ). اونایی که با گلوله‌های باروتی تیراندازی کرده‌اند می تونن به شما بگن که مجموعه نقاط برخوردی اونا به سیبل در باد شدید شیبش از ساعت ۱۰ به سمت ۴ بوده.

خب حق با هردو ما هست

گلوله‌ها تمایل دارند تا مرکز فشار جلوتر از مرکز ثقل واقع شود مخصوصاً زمانی که در حال پرواز با مافوق صوت هستند. این قضیه باعث واکنش عمودی برعکس می‌شود. در اینجا نموداری رو که از گلباد رایج ۲۲ اِل. آر[۹] مورداستفاده تیراندازان بِنچ رِست[۱۰] ساختم رو مشاهده می‌کنید.

دوباره این نمودار برای چرخش از راست به چپ است، برای چرخش از چپ به راست پرش عمودی در جهت برعکس است.

هردوی این نمودارها و نمودارهای قبلی برای ساچمه‌ها حالت کلی دارند. انحراف عمودی ممکن است بسته به مرمی و گام خان لوله تفنگ بادی بیشتر یا کمتر باشد. چرخش بیشتر باعث پرش بیشتر می‌شود. مرمی نازک دراز تمایل دارد تا بیشتر پرش کند و مرمی کوتاه ضخیم کمتر.

شیب با برد تغییر می‌کند

خب الآن فکر می‌کنید که این قضیه رو فهمیدید! کاش این‌قدر ساده بود…

پرش آیرودینامیکی اولیه به فاصله کوتاهی از خروج ساچمه از دهانه تفنگ اتفاق می‌افتد. باد باعث انحراف ساچمه و چرخش باعث بالا پایین رفتن آن می‌شود.

اگر باد در طول مسیر حرکت ساچمه ثابت باشد ازآنجاکه ساچمه در حال پرواز در «باد نسبی»(ترکیبی از باد و سرعت ساچمه) است، انحراف بیشتری را به دلیل افت سرعت و تغییر در باد نسبی تجربه می‌کند. این منجر به کمی انحراف عمودی بیشتر از پرش اضافی می‌شود.

این دوباره همان موقعیتی است که در آن ساچمه‌ها در باد رفتار متفاوتی نسبت به گلوله‌های باروتی از خود نشان می‌دهند.

در آن‌ها، مقدار MV بسیار بیشتر از سرعت باد است. همچنین ضریب بالستیک آن‌ها زیاد است بنابراین زیاد سرعت کم نمی‌کنند و باد نسبی تقریباً ثابت است.

اگر ساچمه به‌اندازه 1moa (واحدی از جنس درجه برای اندازه‌گیری دقت) منحرف شود به‌اندازه 1moa بالاتر به هدف برخورد می‌کند (نسبت به کالیبر تفنگ). بااین‌حال کشیدن اضافی ساچمه از سمت باد همچنان به فشار خود ادامه می‌دهد. اگر مسافت پرواز دو برابر شود، رانش جانبی هم دو برابر می‌شود (در واحد moa و درواقع کمی بیشتر از آن). این بدین معناست که اگر شیب مجموعه نقاط شما در فاصله ۵۰ یاردی  ۳۰ درجه است، در فاصله ۱۰۰ یاردی ۱۵ درجه خواهد بود.

ساچمه‌های دیابلو سریعاً کند می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌شود حتی در باد ثابت، باد نسبی به‌طرف دیگر حرکت می‌کند و ساچمه شروع به بالا و پایین رفتن می‌کند. این بدین است که انحراف عمودی (پرش) شروع به افزایش می‌کند، اگرچه با سرعت پایین‌تری نسبت به رانش جانبی.

شیب شروع به کاهش خواهد کرد، اما با سرعت پایین‌تری نسبت به گلوله‌های باروت دار. اسلاگ ها در تفنگ بادی در سرعت زیر صوت رفتاری مابین این دو خواهند داشت.

نهایتاً، پرش عمودی اولیه (به‌خصوص با اسلاگ ها) ممکن است در پراکندگی متوسط گروپ از بین برود. این تأثیری است که به‌آسانی در فواصل نزدیک قابل‌مشاهده است.

به همین دلیل است که این مسئله برای تیراندازان فیلد تارگت یا بنچ رست ۲۵-۵۰ متر با ساچمه نگرانی بزرگی محسوب می‌شود. این قضیه ممکن است برای آن دسته از کسانی که با اسلاگ از فاصله ۱۰۰-۲۰۰ یاردی تیراندازی می‌کنند مهم باشد.

ساچمه‌ها همچنین به تغییرات باد در نیمه مسیر واکنش نشان می‌دهند.

نیروی جانبی جدید باعث تطبیق ساچمه با باد نسبی جدید می‌شود. چرخش باعث تغییر کمی در نوسان ساچمه و نقطه تأثیر عمودی متفاوت می‌شود. بااین‌حال در مقایسه با تغییر در رانش جانبی این نیرو خیلی کمتر است تا جایی که می‌توانید آن را نادیده بگیرید مخصوصاً زمانی که باد در اطراف هدف تغییر می‌کند.

باد در دهانه لوله بیشترین تأثیر را در پرش دارد زیرا اندکی انحراف در دهانه لوله باعث انحراف بیشتر در طول مسیر ساچمه می‌شود.

ماه آینده برایتان در مورد پایداری دینامیکی و ژیروسکوپی اسلاگ صحبت خواهم کرد

[۱] Bob Sterne

[۲] BC(Ballistic Coefficient)

[۳]POI(point of impact)

[۴] Gyroscope

[۵] Diablo pellets

[۶] Shuttlecock stability

[۷] Mike Niksch

[۸] Magnus effect

[۹] 22LR

[۱۰] Benchrest

[۱۱] MV

[۱۲] MOA

[۱۳] Diablo

[۱۴] Field Target