- Effetto del vento sul tiro ad avancarica
- Articolo di Paolo La Torre
Il movimento di qualsiasi oggetto in un fluido è condizionato dagli spostamenti propri del fluido stesso in cui il moto si sviluppa.
Nella pratica del tiro la traiettoria di ogni proietto risulta così influenzata anche dal vento, cioè dai movimenti della massa d'aria attraversata lungo il percorso dall'origine al bersaglio.
Questo fenomeno, in apparenza semplice ed intuitivo, può assumere, in determinate condizioni, notevole importanza e difficoltà di valutazione.
I due dati fondamentali che definiscono il vento sono: la direzione di provenienza e l'intensità.
In meteorologia il primo viene misurato in gradi sessagesimali dal Nord geografico il secondo si determina con la velocità di spostamento della massa d'aria rispetto al suolo e si misura con gli anemometri.
Nel nostro emisfero i venti provengono in prevalenza dal settore nord occidentale. Il vento con velocità inferiore a 14,4 Km/h tende a fluire con moto continuo, detto anche laminare, mentre per velocità superiori il movimento avviene genralmente a raffiche con intensità variabile da zona azona e a diverse quote.
I venti sono classificati in base alla velocità secondo la scala BEAUFORT che fu studiata e introdotta all'inizio del 1800 da Francis Beaufort, ufficiale di marina e idrografo inglese. Tale scala, aggiornata, è tuttora in uso presso i servizi metereologici internazionali
(vedere Fig.1 a seguire)
Nella pratica del tiro la traiettoria di ogni proietto risulta così influenzata anche dal vento, cioè dai movimenti della massa d'aria attraversata lungo il percorso dall'origine al bersaglio.
Questo fenomeno, in apparenza semplice ed intuitivo, può assumere, in determinate condizioni, notevole importanza e difficoltà di valutazione.
I due dati fondamentali che definiscono il vento sono: la direzione di provenienza e l'intensità.
In meteorologia il primo viene misurato in gradi sessagesimali dal Nord geografico il secondo si determina con la velocità di spostamento della massa d'aria rispetto al suolo e si misura con gli anemometri.
Nel nostro emisfero i venti provengono in prevalenza dal settore nord occidentale. Il vento con velocità inferiore a 14,4 Km/h tende a fluire con moto continuo, detto anche laminare, mentre per velocità superiori il movimento avviene genralmente a raffiche con intensità variabile da zona azona e a diverse quote.
I venti sono classificati in base alla velocità secondo la scala BEAUFORT che fu studiata e introdotta all'inizio del 1800 da Francis Beaufort, ufficiale di marina e idrografo inglese. Tale scala, aggiornata, è tuttora in uso presso i servizi metereologici internazionali
(vedere Fig.1 a seguire)
Per fare un esempio, nel Parco della Villa Reale di Monza quando il vento supera la soglia dei 22 nodi (40,7 Km/h), gli anemometri fanno scattare il sistema di allarme automatico di pericolo per la stabilità delle piante con conseguente divieto di accesso.
Come premessa diciamo che l'effetto del vento sul tiro dipende, oltre che dalla velocità e direzione, anche dalle condizioni ambientali e come vedremo dalle distanze di tiro.
Per ambiente pensiamo alla fondamentale differenza fra i poligoni chiusi, nei quali il flusso dell'aria viene condizionato in modo praticamente indefinibile da alti muri e varie transenne e i campi di tiro aperti dove il vento può fluire liberamente ed esercitare la sua forza deviatrice.
Tutti gli esempi e le considerazioni che seguono si riferiscono ovviamente ai campi di tiro aperti e per venti a velocità costante.
Le situazioni limite che si possono presentare sono quelle di vento e direzione della linea di mira, quindi direttamente frontale o di spalle, e di vento trasversale, cioè perpendicolare alla linea di mira. Come vedremo tutte le condizioni intermedie si possono facilmente ricondurre a questi due casi semplici.
Il vento frontale o di spalle devia la traiettoria sul piano verticale determianndo un abbassamento o un'elevazione del punto di arrivo della palla sul bersaglio.
Tale fenomeno, peraltro abbastanza intuitivo, è dovuto al fatto che la resistenza dell'aria lungo la traiettoria dipende dalla velocità relativa del proiettile rispetto alla massa d'aria in cui si sposta.
Così con vento frontale la sua velocità si somma aquella del proiettile, la resistenza dell'aria aumenta (con il quadrato della velocità relativa), la traiettoria si abbassa e con essa il punto di arrivo.
Ovviamente con il vento di spalle la velocità relativa è la differenza tra le due, di conseguenza la resistenza dell'aria diminuisce e il tiro risulta più alto.
La seguente tabella quantifica la deviazione verticale del tiro dovuta a vento frontale o di spalle per due calibri abbastanza diffusi nel variegato mondo dell'avancarica.
Come premessa diciamo che l'effetto del vento sul tiro dipende, oltre che dalla velocità e direzione, anche dalle condizioni ambientali e come vedremo dalle distanze di tiro.
Per ambiente pensiamo alla fondamentale differenza fra i poligoni chiusi, nei quali il flusso dell'aria viene condizionato in modo praticamente indefinibile da alti muri e varie transenne e i campi di tiro aperti dove il vento può fluire liberamente ed esercitare la sua forza deviatrice.
Tutti gli esempi e le considerazioni che seguono si riferiscono ovviamente ai campi di tiro aperti e per venti a velocità costante.
Le situazioni limite che si possono presentare sono quelle di vento e direzione della linea di mira, quindi direttamente frontale o di spalle, e di vento trasversale, cioè perpendicolare alla linea di mira. Come vedremo tutte le condizioni intermedie si possono facilmente ricondurre a questi due casi semplici.
Il vento frontale o di spalle devia la traiettoria sul piano verticale determianndo un abbassamento o un'elevazione del punto di arrivo della palla sul bersaglio.
Tale fenomeno, peraltro abbastanza intuitivo, è dovuto al fatto che la resistenza dell'aria lungo la traiettoria dipende dalla velocità relativa del proiettile rispetto alla massa d'aria in cui si sposta.
Così con vento frontale la sua velocità si somma aquella del proiettile, la resistenza dell'aria aumenta (con il quadrato della velocità relativa), la traiettoria si abbassa e con essa il punto di arrivo.
Ovviamente con il vento di spalle la velocità relativa è la differenza tra le due, di conseguenza la resistenza dell'aria diminuisce e il tiro risulta più alto.
La seguente tabella quantifica la deviazione verticale del tiro dovuta a vento frontale o di spalle per due calibri abbastanza diffusi nel variegato mondo dell'avancarica.
Considerando che l'esempio è fatto sia con velocità iniziali che di vento piuttosto elevate, direi prossime al limite della pratica di tiro, possiamo dire che la deviazione verticale dovuta al vento è poco influente sul normale andamento della traiettoria alle distanze che si usano da noi.
Il vento trasversale tende a trascinare con se' il proiettile imponendogli quindi una deviazione sul piano orrizontale verso destra o sinistra secondo la sua direzione di provenienza.
Come possiamo vedere dagli esempi seguenti ricavati dalle tavole balistiche, pubblicate sul " Black Powder Handbook" dell'americana "LYMAN', gli spostamenti laterali delle traiettorie possono raggiungere dei valori notevoli e dipendono principalmente dal calibro del proiettile, dalla velocita del vento e dalla distanza.
1 - Spostamenti o deviazioni laterali del proiettile per effetto del vento al traverso (perpendicolare alla linea di mira) Catibro.5S proiettile Lyman n.575213 Minie new stile da 505 grains (32,72 g) carica 3,90 g, FFg, Vo - 244 m/s.
Il vento trasversale tende a trascinare con se' il proiettile imponendogli quindi una deviazione sul piano orrizontale verso destra o sinistra secondo la sua direzione di provenienza.
Come possiamo vedere dagli esempi seguenti ricavati dalle tavole balistiche, pubblicate sul " Black Powder Handbook" dell'americana "LYMAN', gli spostamenti laterali delle traiettorie possono raggiungere dei valori notevoli e dipendono principalmente dal calibro del proiettile, dalla velocita del vento e dalla distanza.
1 - Spostamenti o deviazioni laterali del proiettile per effetto del vento al traverso (perpendicolare alla linea di mira) Catibro.5S proiettile Lyman n.575213 Minie new stile da 505 grains (32,72 g) carica 3,90 g, FFg, Vo - 244 m/s.
2 - Stesso calibro stresso proiettile
Carica 5.51 g, FFg, Vo=304.7 m/s
Carica 5.51 g, FFg, Vo=304.7 m/s
(spostamenti espressi in mm)
Notiamo che gli spostamenti risultano direttamente proporzionali alla velocità del vento (doppio della velocita - doppio dello spostamento ecc.) mentre aumentano in proporzione molto maggiore in funzione della distanza.
Considerando le tavole balistiche relative al cal.58 con la palla presa ad esempio si evidenzia che la deviazione non dipende linearmente dalla velocità iniziale ma presenta un andamento curvilineo.
(Vedere Fig. 2 a seguire)
Notiamo che gli spostamenti risultano direttamente proporzionali alla velocità del vento (doppio della velocita - doppio dello spostamento ecc.) mentre aumentano in proporzione molto maggiore in funzione della distanza.
Considerando le tavole balistiche relative al cal.58 con la palla presa ad esempio si evidenzia che la deviazione non dipende linearmente dalla velocità iniziale ma presenta un andamento curvilineo.
(Vedere Fig. 2 a seguire)
Dal diagramma appare chiaro che le deviazioni minime, a parità di velocità del vento e distanza di tiro si hanno con velocità iniziale del proiettile attorno ai 270 m/s ottenibili con una carica di circa 4,73 g, buona polvere FFg.
3 - Spostamenti o deviazioni del proiettile per effetto del vento al traverso in un altro calibro piuttosto comune.
Calibro .45 proiettile Lyman n. 454613 Minie' da 265 grains (17,17 g).
Carica 3,7 g, FFFg, Vo = 427 m/s.
3 - Spostamenti o deviazioni del proiettile per effetto del vento al traverso in un altro calibro piuttosto comune.
Calibro .45 proiettile Lyman n. 454613 Minie' da 265 grains (17,17 g).
Carica 3,7 g, FFFg, Vo = 427 m/s.
Anche in questo caso mi sembra interessante ricavare dalle tavole balistiche un diagramma delle variazioni degli spostamenti in funzione delle diverse velocità iniziali fermo restando calibro e proiettile.
(Vedere Fig.3 a seguire)
(Vedere Fig.3 a seguire)
Come possiamo notare, a parità delle altre condizioni, come nel calibro .58, lo spostamento minimo si ha con una velocità iniziale sui 270 m/s ottenibile con una carica di 2,30 g di polvere FFFg.
Per curiosità anche considerando una,media di 20 calibri e/o palle diverse, ho notato che i valori minimi di deviazione si registrano per Vo sui 280 - 300 m/s. Tali spostamenti tendono ad aumentare con la velocita iniziale fin verso 500 - 550 m/s per poi ridiscendere ai valori minimi.
Va detto anche che sono pubblicati solo cinque casi di Vo così elevate raggiungibili in avancarica solo con palle sferiche di piccolo calibro e cariche diaboliche, usate esclusivamente per scopo sperimentale.
Ancora nelle tavole balistiche ho cercato di trarre un confronto fra gli spostamenti laterali che subirebbero le palle sferiche dai diversi calibri sparate alla stessa velocità iniziale 8Vo=305 m/s) con vento trasversale a velocità costante di 16,1 Km/h.
Per curiosità anche considerando una,media di 20 calibri e/o palle diverse, ho notato che i valori minimi di deviazione si registrano per Vo sui 280 - 300 m/s. Tali spostamenti tendono ad aumentare con la velocita iniziale fin verso 500 - 550 m/s per poi ridiscendere ai valori minimi.
Va detto anche che sono pubblicati solo cinque casi di Vo così elevate raggiungibili in avancarica solo con palle sferiche di piccolo calibro e cariche diaboliche, usate esclusivamente per scopo sperimentale.
Ancora nelle tavole balistiche ho cercato di trarre un confronto fra gli spostamenti laterali che subirebbero le palle sferiche dai diversi calibri sparate alla stessa velocità iniziale 8Vo=305 m/s) con vento trasversale a velocità costante di 16,1 Km/h.
(spostamenti in mm)
Le deviazioni delle stesse palle con uguale velocità iniziale e vento trasversale a 48.3 Km/h si triplicano come già accennato in precedenza, infatti:
Le deviazioni delle stesse palle con uguale velocità iniziale e vento trasversale a 48.3 Km/h si triplicano come già accennato in precedenza, infatti:
Dal confronto esposto risulta numericamente evidente che i proiettili più pesanti risentono meno I'azione deviatrice del vento, perché la loro massa aumenta molto di più del loro diametro e conseguente superficie resistente.
Infatti, raddoppiando il diametro da 9 a 18mm, il peso diventa quasi otto volte superiore.
Nel giudicare questi valori di deviazione bisogna tenere conto che si tratta di calcoli fatti per un vento costante perpendicolare alla linea di tiro e specialmente nel secondo caso con velocità assolutamente proibitiva per la pratica del tiro a segno.
Come promesso quando il vento ha una direzione diversa da quelle considerate (frontale o di spalle e trasversale) e' possibile scomporlo nelle due componenti, rispettivamente parallela e perpendicolare alla linea di mira, in modo da poterne ricondurre gli effetti sui piani verticale e orizzontale agli esempi riportati in
precedenza.
L'esempio seguente mostra come si può procedere alla scomposizione di un vento comunque diretto.
Naturalmente il calcolo e' lo stesso sia che il vento provenga dai settori di sinistra o di destra, di fronte o di spalle (Vedere Fig. 4 a seguire).
Infatti, raddoppiando il diametro da 9 a 18mm, il peso diventa quasi otto volte superiore.
Nel giudicare questi valori di deviazione bisogna tenere conto che si tratta di calcoli fatti per un vento costante perpendicolare alla linea di tiro e specialmente nel secondo caso con velocità assolutamente proibitiva per la pratica del tiro a segno.
Come promesso quando il vento ha una direzione diversa da quelle considerate (frontale o di spalle e trasversale) e' possibile scomporlo nelle due componenti, rispettivamente parallela e perpendicolare alla linea di mira, in modo da poterne ricondurre gli effetti sui piani verticale e orizzontale agli esempi riportati in
precedenza.
L'esempio seguente mostra come si può procedere alla scomposizione di un vento comunque diretto.
Naturalmente il calcolo e' lo stesso sia che il vento provenga dai settori di sinistra o di destra, di fronte o di spalle (Vedere Fig. 4 a seguire).
Quando le due componenti del vento sono presenti simultaneamente tendono ad interagre variando leggermente i dati sperimentali proposti come esempio.
Questo avviene perché la componente frontale o di spalle condiziona il tempo di traiettoria, tempo che a sua volta lascia il proiettile più o meno a lungo esposto all'azione della componente deviatrice orizzontale del vento.
Considerando però realisticamente le condizioni normali di tiro possiamo concludere che mentre la componente del vento frontale o di spalle resta trascurabile (salvo distanze eccezionali), la componente trasversale può assumere una notevole importanza particolarmente in campo aperto, con vento sostenuto e a grandi distanze.
Si spiega così la presenza delle bandierine colorate che ho visto sventolare allegramente ai bordi del poligono di tiro aperto di Dobbiaco, tra le montagne dell'Alto Adige; e delle maniche a vento che si trovano in diversi poligoni svizzeri.
Ricordo poi che tanti anni fa' un giovane ufficiale di artiglieria, addetto al tiro, misurava, con palloni sonda e teodolite, la direzione e I'intensità dei venti nei diversi strati dell'atmosfera interessati dalle possibili traiettorie dei proietti e forniva i dati ad una voluminosa centrale di tiro che fortunatamente provvedeva da sola in tempo reale al complicato calcolo delle correzioni e al loro invio ai cannoni. Ma erano altri tempi ed altri problemi
Questo avviene perché la componente frontale o di spalle condiziona il tempo di traiettoria, tempo che a sua volta lascia il proiettile più o meno a lungo esposto all'azione della componente deviatrice orizzontale del vento.
Considerando però realisticamente le condizioni normali di tiro possiamo concludere che mentre la componente del vento frontale o di spalle resta trascurabile (salvo distanze eccezionali), la componente trasversale può assumere una notevole importanza particolarmente in campo aperto, con vento sostenuto e a grandi distanze.
Si spiega così la presenza delle bandierine colorate che ho visto sventolare allegramente ai bordi del poligono di tiro aperto di Dobbiaco, tra le montagne dell'Alto Adige; e delle maniche a vento che si trovano in diversi poligoni svizzeri.
Ricordo poi che tanti anni fa' un giovane ufficiale di artiglieria, addetto al tiro, misurava, con palloni sonda e teodolite, la direzione e I'intensità dei venti nei diversi strati dell'atmosfera interessati dalle possibili traiettorie dei proietti e forniva i dati ad una voluminosa centrale di tiro che fortunatamente provvedeva da sola in tempo reale al complicato calcolo delle correzioni e al loro invio ai cannoni. Ma erano altri tempi ed altri problemi