Palné zbrane sprevádzajú človeka históriou už pomerne dlhú dobu. V strednej Európe sa začali hojne objavovať od 15. storočia a príchodu husitského hnutia, vtedy sa však jednalo zatiaľ skôr o nástroje psychologického boja, pretože ich obsluha bola zdĺhavá a účinok diskutabilný.
S postupom času a rozvojom metalurgických a remeselných zručností sa však tieto sprvu neohrabané zbrane stávali čoraz menšími, výkonnejšími a ich obsluha sa zrýchľovala, a tento vývoj ich doviedol až k podobe malých, ľahko prenosných zariadení, ktoré svojou ničivou a predovšetkým zastrašujúcou silou priam zvádzajú k použitiu pri kriminálnej činnosti.
Keď si potom v prvej polovici 19. storočia nechal Samuel Colt patentovať svoj prvý revolver a začal ho sériovo vyrábať za použitia zameniteľných súčiastok, palné zbrane prestali byť finančne nedostupné a odštartovala sa tak nová éra kriminalistiky, blízko spojená s potrebou identifikácie zbrane, z ktorej sa strieľalo.
Balistika je exaktná veda. Skúma ako sa strela, resp.
1. Vnútorná balistika
Vnútorná balistika sa zaoberá správaním strely od doby jej zápalu až po opustenie hlavne. Štúdium vnútornej balistiky je dôležité pre projektantov a používateľov strelných zbraní všetkých typov, od malých pištolí, olympijských pušiek, samopalov, až po delá.
Prečítajte si tiež: Význam kalibrov zbraní
Faktory ovplyvňujúce vnútornú balistiku
Medzi vecami, ktoré majú vplyv na vnútornú výkonnosť (tlak a rýchlosť) guľky sú:
- Kapacita komory na strelný prach, veľkosť a tvar
- Relatívna rýchlosť horenia a vlastnosti spalovania používaného prachu
- Množstvo použitého prachu a spôsob vyplnenia komory na strelný prach
- Priemer, hmotnosť a celková plocha projektilu
- Dĺžka a vnútorné rozmery hlavne
- Rýchlosť vznietenia paliva
- Teplota pri ktorej sa palivo vznieti
2. Vonkajšia balistika
Základné sily, ktoré pôsobia na strelu sú gravitácia a odpor vzduchu. Ostatné sily je možné v prípade ručných zbraní zanedbať. Túto vektorovú rovnicu je možné rozpísať do smeru x, y a z (vplyv ného vetru). Pre veľkosť týchto síl platia vzťahy známe zo strednej školy:
Fg = m · g
Fod = 1/2 · C · S · ρ · v2
kde:
Prečítajte si tiež: Strelivo na Slovensku
- m……hmotnosť strely
- C……súčiniteľ odporu prostredia (závisí na tvaru strely) (Drag Coefficient)
- S……plocha prierezu strely
- ρ……hustota vzduchu (tu je možné započítať atmosférické podmienky)
- v……rýchlosť strely (tu je možné zahrnúť pozdĺžny i priečny vietor)
V skutočnosti závislosť sily odporu vzduchu na rýchlosti strely nie je presne kvadratická, pre malé rýchlosti je lineárna, pre rýchlosti okolo rýchlosti zvuku je úmerná tretej mocnine rýchlosti strely. Odporová sila vzduchu je omnoho väčšia než gravitačná sila pôsobiaca na strelu:
Problém s vyjadrením odporovej sily sa odstráni zavedením závislosti C(v), tj. súčiniteľ odporu vzduchu je závislý na rýchlosti strely (funkcia odporu vzduchu, Drag Function). Najčastejšie používaná funkcia C(v) v západných krajinách je G1 (v krajinách bývalého východného bloku je používaná funkcia 1943) určená pre strelu o hmotnosti jednej libry (cca 0,45kg) a ráže jedného palca (cca 0,025m).
Pri výpočte sa použije C(v) podľa funkcie G1 (alebo nejakej inej) a násobí sa koeficientom tvaru T, ktorý udáva, koľkokrát je nami použitá strela horšia (lepšia) než vzorová strela použitej funkcie odporu vzduchu. Konkrétne u funkcie G1 je koeficient tvaru T pre moderné strely asi 0,5, tj. strely majú podstatne menší súčiniteľ odporu. Odporová sila sa potom počíta podľa vzťahu:
Fod = 1/2 · T · C(v) · S · ρ · v2
Je veľmi výhodné zaviesť balistický koeficient BC, rozmer BC je lb/in2, ale jednotka sa väčšinou neuvádza („západná“ definícia, východná definícia je ináč):
Prečítajte si tiež: Všetko o limitoch airsoftových zbraní
BC = m / (d · d · T)
- m…..hmotnosť strely v librách
- d……ráž v palcoch
- T….…koeficient tvaru
V BC sú obsiahnuté všetky zásadné informácie o strele (ak máme BC, tak pre výpočet už nemusíme poznať hmotnosť, ráž ani tvar strely). BC sa vzťahuje k danej funkcií odporu vzduchu (cez koeficient T), najčastejšie ku G1, ale to výrobcovia striel často zabúdajú uviesť.
Znalosť balistického koeficientu (a príslušnej funkcie odporu vzduchu), počiatočnej rýchlosti strely, tlaku a teploty vzduchu (pre výpočet hustoty vzduchu) a gravitačného zrýchlenia umožňuje výpočet balistickej krivky pre ručné zbrane dostatočne presne.
2.1 Coriolisova sila
Coriolisova sila vzniká vďaka rotácií Zeme, pôsobí na každý objekt na Zemi, ktorý sa pohybuje nerovnobežne s osou rotácie Zeme a spôsobuje stranovú a výškovú odchýlku strely. Na severnej pologuli je stranová odchýlka vždy doprava, na južnej doľava. Výšková odchýlka závisí na smeru výstrelu. Veľkosť odchýlok závisí na zemepisnej šírke, uhlu výstrelu a rýchlosti strely.
Započítať Coriolisovu sílu do vonkajšej balistiky je pomerne jednoduché, pretože táto sila nezávisí nijak na tvaru strely (narozdiel napríklad od odporu vzduchu alebo derivácie). Dôležitejší vplyv je pre kanóny a húfnice.
Pre tzv. parížske delo, ktorým Nemci za 1. svetovej vojny ostreľovali Paríž (ráže 210 mm, 106 kg, v0 = 1645 m/s, dostrel 120 km) vychádza pre zemepisnú šírku polohy dela a smer výstrelu odchýlka vplyvom Coriolisovej sily 1343 m doprava a dostrel sa zmenší o 393 m.
2.2 Derivácia strely
Pretože strela sa pohybuje s nenulovým uhlom nábehu (uhol medzi osou strely a kolmicou k dráhe), vektor odporu vzduchu nie je rovnobežný s vektorom rýchlosti strely. Sila odporu vzduchu sa tak dá rozložiť na dve zložky: čelný odpor (Drag force) proti smeru rýchlosti a kolmo naň vztlaková sila (Lift force).
Pretože odpor vzduchu nepôsobí v ťažisku a strela rotuje, výsledkom pôsobenia vztlakovej sily je derivácia strely (Drift) (za predpokladu, že strela koná pravidelný precesný pohyb), tj. stranová odchýlka v smere rotácie. Štandardné programy počítajú len s gravitáciou a čelným odporom (balistický koeficient apod.) Pre presný výpočet streľby pre veľké uhly výstrelu je ale nutné zahrnúť aj vztlakovú silu - deriváciu strely.
Pre výpočet je potrebné poznať rýchlosť rotácie strely - a tá klesá vďaka sile povrchového trenia. Je teda nutné zahrnúť aj ju. Doplnením o Magnusovu silu a Coriolisovu silu dostávame tzv. "Modifikovanú trajektóriu hmotného bodu" (Modified Point-Mass Trajectories - MPMT). Výpočet sám o sebe nie je až tak komplikovaný.
Vrcholom vonkajšej balistiky je "Metóda šiestich stupňov voľnosti" (Six Degrees of Freedom, 6DOF). Okrem všetkých síl zahrňuje i ich momenty a umožňuje spočítať precesný a nutačný pohyb strely behom letu - a podať kompletnú informáciu o stabilite. Avšak vyžaduje ďalšie, ťažko získateľné, aerodynamické koeficienty.
3. Cieľová balistika
Cieľová (ranivá) balistika je jedným zo základních kameňov taktickej strelby, ak už ide o pištol, pušku alebo samopal a patrí mezi nejdôležitějšie aspekty taktickej streľby. Vojenskí a policajní odstrelovači se zaoberajú strelbou na ľudské bytosti.
Cieľová balistika je pre policajných a vojenských odstreľovačov veľmi dôležitá, pretože títo ľudia berú jedným život, aby tí druhý přežili. Terčom je ľudské telo, ale nieje to hociaké miesto, ale určité malé miesto na hlave alebo hrudi, ktoré spôsobí rôzne stupne zneškodnenia človeka.
Americká námorna pechota rozdeluje tieto stupne do štyroch kategorii, ktoré sú:
- Okamžitý smrtelný zásah
- Smrtelný zásah
- Vyraďovací smrtelný zásah
- Vyraďovací zásah
Okamžitý smrtelný zásah
Okamžitý smrtelný zásah si môžeme predstaviť v situacii, kedy ozbrojený terorista mieri na rukojemníka zbraňou a má prst na spúšti. Pri zásahu tohto ozbrojenca nesmie prst vykonať žiadny pohyb, aby nedošlo k náhodnému výstrelu a zraneniu alebo zabitia rukojemníka.
Aby sme tohto efektu docielili musí strela prerušit spojenie mezdi mozgom a predĺženou miechou. Na hornom konci predĺženej miechy se nachádza jarmový oblúk, ktorým se prenášajú motorické informacie z mozgu do tela, a tiež je tu centrum koordinacie pohybov ľavej a pravej polovice tela. Po oboch stranách tohto oblúku sú umiestnené dve polovice malého mozgu, ktorý je strediskom pre udržiavanie rovnováhy a pod nim je predĺžená miecha, ktorá ovládá dýchanie a činnosť srdca.
Bod pre okamžitý smrtelný zásah je oblast o veľkosti asi 50x100mm od koreňu nosu dole. Zásah do tohto miesta privodí okamžité zneschopnenie a telo padne ako vrece zemiakov. Strela letiaca vysokou rychlosťou (cca 600m/s) môže zpôsobiť rovnaký efekt ako pri zásahu päť centimetrov od predĺženej miechy z dôvodov pôsobenia hydrodynamického šoku.
Smrteľný zásah
Zásah do inej časti mozgu spôsobí tiež smrť, ale môže dôjsť ešte k svalovým kŕčom, ktoré spôsobia zmrštenie svalov a tým napríklad aj k stisnutiu spúšte. Zo spôsobov akým telo padne na zem, sa dá zvyčajne určiť do akej miery bol zásah úspešný. Ak telo ochabnuto padne priamo dolu alebo dopredu, došlo k okamžitému zneschopneniu. Ak telo padne do strany, je veľmi pravdepodobné že došlo len k čiastočnému znefunkčneniu. V takom prípade by sme mali byť pripravení na druhý výstrel.
Vyraďovací smrteľný zásah
Niekedy tento zásah nemôžeme uskutočniť, pretože je kriminálnik čiastočne skrytý alebo sa pohybuje, alebo existuje príliš veľké riziko zasiahnutia rukojemníkou. K tomu vedie nedostatočné presvedčenie o umiestnení správneho zásahu z dôvodu malej skúsenosti strelca, nie veľmi dobrá presnosť zbrane alebo veľká vzdialenosť. Rozhodovať sa môžeme napríklad medzi srdcom alebo stredom hrudnej kosti.
Keď netrafíme srdce, okysličená krv umožní mozgu ešte 30-60 sekúnd fungovať. Policajní ostreľovači koordinujú v takýchto prípadoch streľbu dvoch ostreľovačov, kde druhý výstrel nasleduje okamžite po prvom výstrele.
Vyraďovací zásah
Vyraďovací zásah smeruje na miesta, kde sa nenachádzajú žiadne životne dôležité orgány. Dochádza iba k vyradeniu schopností cieľa. Takýto zásah môže byť pre vojenského ostreľovača dôležitejší ako zásah smrteľný, pretože o poraneného člověka sa musia postarať ostatní členovia jeho skupiny a tým pádom je paralyzovaná celá skupina a ostreľovač sa môže vytratiť.
Tieto zásahy nie sú tak jednoduché, ako sa zdá. Nejde iba o to strelit niekoho do nohy nebo do ruky. Aj na takých miestach existujú miesta, ktoré môžu zpôsobiť smrť. Ide napríklad o zásah stehennej tepny.
4. Zloženie projektilu
- Náboj (cartridge, shell) - celok určený na vkladanie (nabíjanie) do palnej zbrane, skladajúci sa z nábojnice, zápalky alebo zápalkovej zložky, výmetovej náplne a strely
- Nábojnica (Case) - valcové alebo tvarové puzdro s dnom, slúžiace k zostaveniu všetkých súčastí náboja v jeden celok a k utesnení nábojovej komory pri výstrele. Nábojnice sú väčšinou mosadzné alebo oceľové. Podľa usporiadania dna sú nábojnice s okrajom a nábojnice s drážkou. Niektoré nábojnice s drážkou majú mierne presahujúce dno, ktoré umožňuje ich streľbu z revolveru bez akýchkoľvek ďalších pomôcok.
- Zápalka (Primer) súčasť náboja obsahujúca zápalkovú zložku, ktorá sa nárazom alebo iným spôsobom vznieti a zapáli výmetovú náplň
- Výmetová náplň (Powder) - množstvo strelného prachu v náboji alebo v nábojnici. Pre moderné zbrane sa používa bezdymý prach, tj. strelivo koloidného typu na báze želatínovej nitrocelulózy vo forme zŕn stanovených tvarov a veľkostí. Podľa zloženia a technológie výroby môžu byť bezdymé prachy nitrocelulózové, nitroglycerínové, diglykolové, nitroguanidové a iné. Podľa tvaru zrna sú najbežnejšie prachy doštičkové, valčekové a guličkové. Pre staré zbrane sa používa čierny prach, tj.mechanická zmes asi 75 % liadku draselného, 13 % dreveného uhlia a 12 % síry vo forme nerovnako veľkých zŕn bridlicovo čiernej farby.
- Projektil (bullet, projectile) - predmet, ktorý pri výstrele opúšťa vývrt hlavne s danou rýchlosťou, energiou a stabilitou a spôsobuje žiadaný účinok v cieli. Podľa konštrukcie sa strely delia na jednotné a hromadné.
- Dno nábojnice - časť nábojnice, v ktorej je umiestnená zápalka alebo zápalková zložka
5. Druhy munície
- Strela FMJ (full metal jacket) celoplášťová strela. Strela obsahuje olovené jádro, ktoré je pokryté kovovým pláštom. Strela vytvára hladký priestrel.
- Strela HPBT: špeciálna biogiválna strela s expanznou dutinou.
- Strela HPC: špeciálna strela s expanznou dutinou v prednej časti, ktorá je prekrytá medenou kuklou.
- Strela PTS: obsahuje olovene jadro prekryté zpevňujúcim plášťom a zakončená polymerovým hrotom. Dosahuje vyššej rychlosti a stability. Je velmi presná a netriešti sa.
- Strela SBT: poloplášťová strela. Aerodynamická konštrukcia strely v tvaru lodného chrbta významne znižuje odpor vzduchu-výsledkom čoho je nižší úbytok rýchlosti, vyššia dopadová energia, plochšia dráha letu a menšia odchylka vplyvom bočného vetra ako u rovnakých striel s válcovým chrbtom.
- Strela SP: poloplášťová strela. Obsahuje kovové jadro a kovový plášť. Jadro, ktoré je vpredu obnažené sa pri zásahu deformuje do hríbovitého tvaru.
- Strela SPCE: poloplášťová strela s presekávaciou hranou.
- Strela TSX (Triple-Shock X): celomedená strela. Drážkovánie prispievá k dosiahnutiu väčšieho účinku.