Wie kann man die Reichweite der Artillerie für Planeten mit unterschiedlichem Atmosphärendruck grob extrapolieren?

Ich suche nach einer groben Möglichkeit, die Reichweite der Artillerie für Planeten mit unterschiedlichem Atmosphärendruck zu extrapolieren:

Realistisch gesehen sind die verfügbaren Daten:

  1. Hypothetische Reichweite im Vakuum: v 2 G (V - Mündungsgeschwindigkeit, g - Schwerkraft)
  2. Reichweite auf der Erde

Basierend auf diesen Daten konnte ich also leicht berechnen, welcher Prozentsatz der Energie in der Erdatmosphäre "verloren" war. Könnte ich daraus extrapolieren, wie es ungefähr auf einem anderen Planeten funktionieren würde?

EDIT: Ich habe auch darüber nachgedacht, einfach Drag Equation anzuwenden. Es wäre durchaus sinnvoll, zu berechnen, wie eine Kugel (oder ein panzerbrechendes Projektil) ihre kinetische Energie verlieren würde. Die Beziehung wäre proportional zur Luftdichte.

Es gibt nur ein großes Problem bei jeder Artillerie - sie verwendet eine ballistische Flugbahn, also muss ich sowohl die Schwerkraft als auch den Druck berücksichtigen. Ich kann nicht einfach aus dem atmosphärischen Druck extrapolieren, denn das würde bedeuten, dass für Planeten mit Vakuum die Reichweite der Artillerie unendlich wäre.

Dies kann sowohl komplexer als auch einfacher sein, als Sie zunächst annehmen. Größe, Form, Anfangsgeschwindigkeit und Masse des Projektils spielen nicht nur mit dem atmosphärischen Druck, sondern auch mit der genauen Gasmischung zusammen. Wenn Sie andererseits ein schnelles, schweres Projektil haben und Ihr Ziel nicht meilenweit entfernt ist, können Sie das Projektil im Vakuum vernünftigerweise als anständiges Modell verwenden, da der Energieverlust vor dem Aufprall im Verhältnis zur kinetischen Energie des Projektils gering ist. Drift ist aber ein anderes Thema...

Antworten (2)

Bei langsamen Projektilen ist der Energieverlust aufgrund des Luftwiderstands proportional zur Geschwindigkeit des Projektils und zur Dichte des Mediums.

Die Dichte der Atmosphäre ändert sich linear mit dem Druck, alles andere ist konstant.

Wenn Sie also in diesem Regime den Druck erhöhen, erhöhen Sie proportional die Dichte und die verlorene Energie.

Bei höheren Geschwindigkeiten ist der Luftwiderstand proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, verläuft aber immer noch linear mit der Dichte: wie oben.

Gleichung ziehen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation

Sie können dies verwenden, um die Kraft zu berechnen, die Ihr Projektil verlangsamt (𝐹𝑑): die Widerstandskraft.

Hier ist die Widerstandsgleichung.

F D = 1 / 2 ρ u 2 C D A

  • F D Zugkraft
  • ρ Massendichte der Atmosphäre
  • u Geschwindigkeit der Kugel
  • A Bereich der Kugel
  • C D Luftwiderstandsbeiwert des Geschosses

Hier ist ein Online-Rechner und Sie können 𝜌 (atmosphärische Dichte) anpassen, um zu sehen, wie sich dies auf die Reichweite auswirkt. Aber es sollte eine direkte Multiplikation sein, wenn sich nur die Dichte ändert.

https://www.omnicalculator.com/physics/drag-equation

Auch in dieser Frage gibt es interessante Dinge, die Sie für Ihre Bemühungen nützlich finden könnten. Sie fragen auch nach den Auswirkungen eines höheren atmosphärischen Drucks auf Geschosse.

Was wäre ein vernünftiges Kaliber für ein Sturmgewehr und ein Scharfschützengewehr für einen Planeten mit einem Druck von 3 atm?

Ja, meine Frage zu Kleinwaffen. ;) Nur aus physikalischer Sicht war der Fall einfacher als kinetische Energiematerie, während die Gravitation größtenteils ignoriert werden konnte.
Wie kann man die Reichweite der Artillerie für Planeten mit unterschiedlichem Atmosphärendruck grob extrapolieren?
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