Iskusyvyys

Iskusyvyys on matka, jonka ammus kulkee osumansa kappaleen sisällä ennen pysähtymistään.

Newtonin arviointimenetelmä

Fyysikko Isaac Newtonin kehittämällä menetelmällä voidaan arvioida suurella nopeudella lentävän ammuksen iskusyvyyttä sen liikemäärän perusteella.

Menetelmä perustuu ajatukseen siitä, että kappale pysähtyy sen liikemäärän siirryttyä muuhun massaan. Kun koheesio jätetään laskematta, jää ainoaksi huomioitavaksi seikaksi ammuksen energian siirtyminen sen edellä olevaan aineeseen. Menetelmässä oletetaan, että ammus kulkee eteenpäin ja syrjäyttää läpäisemäänsä massaa samalla nopeudella. Tällöin ammuksen nopeudella ei ole arvioinnin kannalta väliä, vaan ainoat ratkaisevat suureet ovat kappaleen ja siihen osuvan ammuksen tiheysero sekä ammuksen pituus. Näin ollen, on iskusyvyys ammuksen pituus kerrottuna sen tiheydellä kohdekappaleen suhteen. Jos siis ammus ja sen läpäisemä kappale ovat yhtä tiheitä, kulkee arvion mukaan ammus kappaleessa tasan oman pituutensa sen nopeudesta tai leveydestä riippumatta.

Newtonin arviointimenetelmä pitää vain, kun ammus on tylppä ja kohdeaineessa ei esiinny ammuksen lentonopeudella koheesiota. Kun ammus osuu aineeseen äänen nopeutta suuremmalla vauhdilla, käyttäytyy usein kohdeaine nesteen tavoin. Tällöin on ammuksen etenemisen kannalta tärkeää, ettei se leviä tai hajoa aineessa.

Sovelluksia

• Ammukset: Ammuksen valmistusmateriaalin tiheys on ratkaisevaa sen iskusyvyyden kannalta. Newtonin arviointimenetelmän mukaan täysin uraanista valmistettu ammus kulkee noin 2.5 kertaa oman pituutensa teräspanssarissa.
• Ontelokranaatti: Joissakin panoksissa ammuksen läpäisyteho ei perustu pelkän ammuksen liikemäärään, vaan merkittävä osa iskuvoimasta muodostuu ammuksen mukana kulkevasta aineesta. Newtonin menetelmä ei tässä tapauksessa päde, ellei laskutoimituksessa oteta huomioon ammuksen pituuden muutosta sen tuodessa ylimääräistä massaa.
• Meteoriitit: Newtonin menetelmää voidaan käyttää myös ilmakehään osuvan meteoroidin pysähtymismatkan karkeaan arviointiin. Menetelmä pätee tietyin rajoituksin, kuten painovoiman, meteoroidin kulumisen ja ilmakehän tiheyden muutoksien huomioimatta jättäminen.

Katso myös

• Mekaniikan peruslait
• Luoti

Lähteet

• Young C.W.: The Development of Empirical Equations for Predicting Depth of an Earth Penetrating Projectile. Sandia National Laboratories, 1967. Eng
• Alekseevskii V. P.: Penetration of a Rod into a Target at High Velocity. Combustion, Explosion, and Shock Waves (Fizika Goreniya i Vzryva), 1966, 2. vsk, nro 2, s. 99-106. Eng
• A Tate: A Theory for the Deceleration of Long Rods After Impact. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 1967, 15. vsk, nro 6, s. 387-399.

Aiheesta muualla

• Impact Earth Impact Effects Program (Arkistoitu – Internet Archive)