¿Cómo afecta la humedad a la trayectoria de una bala?

Question

Antecedentes

Anoche, estaba leyendo el FM 23-10 (El manual de campo oficial del ejército de EE.UU. para el entrenamiento de francotiradores), y he notado que potencialmente están enseñando a los francotiradores información incorrecta.

En términos generales, cuando decimos "el impacto sube" significa que la bala se hizo de alguna manera más rápida o su trayectoria fue más fácil, por lo tanto la curva en su trayectoria balística es más suave. Por lo tanto, golpeará más alto. Cuando decimos que el impacto baja, queremos decir lo contrario.

Por ejemplo, el calor atmosférico, en términos generales, hará que el aire sea más "fino" y por lo tanto el impacto será mayor. El clima frío hará lo contrario. Este parte es correcta .

¿Qué hay de la humedad?

El FM 23-10 dice :

El francotirador puede encontrar problemas si se producen cambios drásticos de humedad en su área de operación. Recuerde, si la humedad sube, el impacto va abajo; si la humedad baja, el impacto sube.

Básicamente dicen que cuando la humedad sube, el viaje de la bala será más difícil curva de trayectoria más pronunciada punto de impacto más bajo.

Sin embargo, hasta donde yo sé, el aire seco es más denso que el aire húmedo porque el aire tiene una masa molecular mayor que el vapor de agua. En el aire húmedo, el vapor de agua reemplaza a otros gases, reduciendo así toda la densidad. Por lo tanto, el punto de impacto debería ser más alto con una mayor humedad.

Así que mi pregunta es:

Si todos los demás factores son iguales, ¿el aire húmedo presenta menos resistencia a la bala haciendo que el punto de impacto sea más alto que en el aire seco?

Answer 1

Tienes razón. El manual de campo está equivocado. El agua tiene una masa molecular menor, lo que reduce la densidad del aire.

Pero, ¿es la diferencia lo suficientemente significativa como para notarla?

La velocidad terminal es la velocidad a la que un cuerpo que cae alcanza una velocidad estable cuando la gravedad y la resistencia del aire se encuentran en un equilibrio estable. Supongamos que la bala viaja cerca de la velocidad terminal para poder utilizar su modelo.

La densidad del aire forma parte de la ecuación de la velocidad terminal. La densidad del aire es proporcional a la raíz cuadrada inversa de la velocidad terminal. Esto significa que la velocidad terminal disminuye, pero sólo en función de la raíz cuadrada de la densidad del aire.

wiki - densidad del aire - humedad

La densidad del aire se muestra en el gráfico anterior (crédito a jaffer@MIT). Se puede ver que en un clima cálido de 30 grados C, la densidad del aire tiene alrededor de un 3% de 0 a 100% de humedad. Pero recuerde que tenemos que tomar la raíz cuadrada de esa diferencia - alrededor del 1,5%. Así que lo máximo que la humedad puede afectar a la velocidad de la bala es el 1,5%.

No sé las matemáticas de cómo afecta eso a la trayectoria balística. Lo siento.

Podría ser insignificante, por lo que se equivocaron. Probablemente se basa en lo que la gente piensa intuitivamente, y está respaldado por el sesgo de confirmación. Si tuviera un impacto significativo, uno cree que lo sabrían a ciencia cierta. Este conocimiento científico no es precisamente nuevo.

El manual de campo está equivocado.

Answer 2

Hoy he notado que nuestra humedad es extremadamente alta comparada con la de ayer. La temperatura es aproximadamente 5 grados F más caliente hoy que ayer. Acabo de disparar 30 tiros y he notado, sin ningún prejuicio en este tema (sin opinión previa), que mis tiros aterrizaron 0,125" más alto que los 30 tiros de ayer. Por eso estoy investigando este tema de la humedad y el impacto en los cartuchos subsónicos. Así que por lo que vale, mi experiencia ha sido humedad más alta, POI más alto. Por otra parte, podría ser sólo yo.

Answer 3

Yo esperaría que el efecto de las variaciones de densidad fuera menor que el de la viscosidad, pero no el del vapor de agua sino el de la condensación gotas de agua. Recuerde que el manual dice drástico cambios de humedad.

Aparte de eso, los cambios de humedad no suelen producirse por sí solos, sino que tienden a estar relacionados con los cambios de temperatura (caídas) y de presión, especialmente en las escalas de tiempo que cabría esperar para un francotirador que espera un disparo que, dado el contexto, es en horas. De ahí la pregunta todos los demás factores son fijos no se ajusta a las situaciones reales esperadas por el manual (además habría que especificar qué otros factores que mantendrías intactos, ya que las ecuaciones de estado vinculan algunos de ellos, por lo que no eres realmente libre de cambiarlos arbitrariamente).

Answer 4

Según varias fuentes, como http://longrangebpcr.com/accuracy.htm tiene razón: mayor humedad - mayor punto de impacto. Pero esas fuentes también señalan que el efecto de la humedad es pequeño.

Answer 5

Podría ser que los gases que se expanden detrás del proyectil disminuyan más rápido ya que el aire exterior influye en el resultado, por lo tanto, disminuyendo el tiempo de rampa (arco de la bala) que conduce a la caída de la bala en su trayectoria prevista. Se dispararon 2 pistolas 1911 distintas y ambas experimentaron literalmente la caída de la bala usando la misma munición recargada (185gr swc). Normalmente usamos el mismo rango y munición cuando el clima es húmedo_caliente y las balas parecían imprimirse a la vista del objetivo o ligeramente más arriba 2-5cm.