Schnittdichte – Wikipedia

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Schnittdichte

Ein Metallnagel hat im Vergleich zu seiner Masse eine kleine Querschnittsfläche, was zu einer hohen Querschnittsdichte führt.
SI-Einheit Kilogramm pro Quadratmeter (kg / m2)

Andere Einheiten

 Kilogramm pro Quadratzentimeter (kg / cm2)
Gramm pro Quadratmillimeter (g / mm)2)
Pfund pro Quadratzoll (lb.m/im2)

Schnittdichte (oft abgekürzt SD) ist das Verhältnis der Masse eines Objekts zu seiner Querschnittsfläche in Bezug auf eine bestimmte Achse. Es gibt an, wie gut die Masse eines Objekts (durch seine Form) verteilt ist, um den Widerstand entlang dieser Achse zu überwinden.

Die Schnittdichte wird in der Waffenballistik verwendet. In diesem Zusammenhang ist es das Verhältnis des Gewichts eines Projektils (oft entweder in Kilogramm, Gramm, Pfund oder Körnern) zu seinem Querschnitt (oft entweder in Quadratzentimetern, Quadratmillimetern oder Quadratzoll) in Bezug auf die Bewegungsachse. Es gibt an, wie gut die Masse eines Objekts (durch seine Form) verteilt ist, um den Widerstand entlang dieser Achse zu überwinden. Zur Veranschaulichung kann ein Nagel ein Zielmedium mit seinem spitzen Ende zuerst mit weniger Kraft durchdringen als eine Münze derselben Masse, die flach auf dem Zielmedium liegt.

Während des Zweiten Weltkriegs wurden vom deutschen Ingenieur August Cönders bunkerbrechende Röchling-Granaten entwickelt, die auf der Theorie der Erhöhung der Schnittdichte zur Verbesserung der Penetration basieren. Röchling-Granaten wurden 1942 und 1943 gegen das belgische Fort d’Aubin-Neufchâteau getestet[1] und sah sehr begrenzte Verwendung während des Zweiten Weltkriegs.

Formel[edit]

In einem allgemeinen physikalischen Kontext wird die Schnittdichte definiert als:

S.D.=M.EIN{ displaystyle SD = { frac {M} {A}}}

[2]
  • SD ist die Schnittdichte
  • M ist die Masse des Projektils
  • A ist die Querschnittsfläche

Die vom SI abgeleitete Einheit für die Schnittdichte beträgt Kilogramm pro Quadratmeter (kg / m)2). Die allgemeine Formel mit Einheiten lautet dann:

S.D.kG/.soqm=mkGEINsoqm{ displaystyle SD _ { mathrm {kg / sqm}} = { frac {m _ { mathrm {kg}}} {A _ { mathrm {sqm}}}}

Wo:

  • SDkg / m2 ist die Querschnittsdichte in Kilogramm pro Quadratmeter
  • mkg ist das Gewicht des Objekts in Kilogramm
  • EINm2 ist die Querschnittsfläche des Objekts in Metern

Einheitenumrechnungstabelle[edit]

Umrechnungen zwischen Einheiten für die Schnittdichte
kg / m2 kg / cm2 g / mm2 Pfundm/im2
1 kg / m2 = 1 0,0001 0,001 0,001422334
1 kg / cm2 = 10000 1 10 14.223343307
1 g / mm2 = 1000 0,1 1 1.4223343307
1 Pfundm/im2 = 703.069579639 0,070306957 0,703069579 1

(Fettgedruckte Werte sind genau.)

  • 1 g / mm2 gleich genau 1000 kg / m2.
  • 1 kg / cm2 gleich genau 10000 kg / m2.
  • Mit dem Pfund und Zoll, die gesetzlich als 0,45359237 kg bzw. 0,0254 m definiert sind, folgt, dass die (Massen-) Pfund pro Quadratzoll ungefähr sind:
1 lbm / in2 = 0,45359237 kg / (0,0254 m × 0,0254 m) ≤ 703,06958 kg / m2

Verwendung in der Ballistik[edit]

Die Schnittdichte eines Projektils kann in zwei Bereichen der Ballistik eingesetzt werden. In der externen Ballistik, wenn die Schnittdichte eines Projektils durch seinen Formkoeffizienten geteilt wird (Formfaktor im kommerziellen Kleinwaffenjargon[3]); es ergibt den ballistischen Koeffizienten des Projektils.[4]

Die Schnittdichte hat die gleichen (implizierten) Einheiten wie der ballistische Koeffizient.

Innerhalb der terminalen Ballistik ist die Schnittdichte eines Projektils einer der bestimmenden Faktoren für das Eindringen von Projektilen. Die Interaktion zwischen Projektil (Fragmenten) und Zielmedien ist jedoch ein komplexes Thema. Eine Studie zu Jagdgeschossen zeigt, dass neben der Schnittdichte mehrere andere Parameter das Eindringen von Geschossen bestimmen.[5][6][7]

Wenn alle anderen Faktoren gleich sind, dringt das Projektil mit der größten Schnittdichte am tiefsten ein.

Metrische Einheiten[edit]

Bei der Arbeit mit Ballistik mit SI-Einheiten ist es üblich, beide zu verwenden Gramm pro Quadratmillimeter oder Kilogramm pro Quadratzentimeter. Ihre Beziehung zur Basiseinheit Kilogramm pro Quadratmeter wird in der obigen Umrechnungstabelle angezeigt.

Gramm pro Quadratmillimeter[edit]

Verwendung von Gramm pro Quadratmillimeter (g / mm)2) lautet die Formel dann:

S.D.G/.soqmm=mGdmm2{ displaystyle SD _ { mathrm {g / sqmm}} = { frac {m _ { mathrm {g}}} {{d _ { mathrm {mm}}} ^ {2}}}

Wo:

  • SDg/mm2 ist die Querschnittsdichte in Gramm pro Quadratmillimeter
  • mG ist das Gewicht des Projektils in Gramm
  • dmm ist der Durchmesser des Projektils in Millimetern

Beispielsweise hat eine Kleinwaffenkugel mit einem Gewicht von 10,4 g (160 g) und einem Durchmesser von 7,2 mm (0,284 in) eine Querschnittsdichte von:

10,4 / (7,2 ^ 2) = 0,200 g / mm2

Kilogramm pro Quadratzentimeter[edit]

Mit Kilogramm pro Quadratzentimeter (kg / cm2) lautet die Formel dann:

S.D.kG/.soqcm=mkGdcm2{ displaystyle SD _ { mathrm {kg / sqcm}} = { frac {m _ { mathrm {kg}}} {{d _ { mathrm {cm}}} ^ {2}}}

Wo:

  • SDkg / cm2 ist die Schnittdichte in Kilogramm pro Quadratzentimeter
  • mG ist das Gewicht des Projektils in Gramm
  • dcm ist der Durchmesser des Projektils in Zentimetern

Beispielsweise hat ein M107-Projektil mit einem Gewicht von 43,2 kg und einem Körperdurchmesser von 154,71 Millimetern (15,471 cm) eine Querschnittsdichte von:

43,2 / (15,471 ^ 2) = 0,180 kg / cm2

Englische Einheiten[edit]

In der älteren ballistischen Literatur aus englischsprachigen Ländern und bis heute ist die am häufigsten verwendete Einheit für die Querschnittsdichte kreisförmiger Querschnitte (Masse) Pfund pro Quadratzoll (lb)m/im2) Die Formel lautet dann:

S.D.lbso/.soqichn=W.lbdichn2=W.Gr7000dichn2{ displaystyle SD _ { mathrm {lbs / sqin}} = { frac {W _ { mathrm {lb}}} {{d _ { mathrm {in}}} ^ {2}}} = { frac {W_ { mathrm {gr}}} {7000 , {d _ { mathrm {in}}} ^ {2}}}

[8][9][10]

Wo:

  • SD ist die Schnittdichte in (Masse) Pfund pro Quadratzoll
  • W.Pfund ist das Gewicht des Projektils in Pfund
  • W.GR ist das Gewicht des Projektils in Körnern
  • d im ist der Durchmesser des Projektils in Zoll

Die so definierte Schnittdichte wird üblicherweise ohne Einheiten dargestellt.

Beispielsweise hat eine Kugel mit einem Gewicht von 160 Körnern (10,4 g) und einem Durchmesser von 0,284 Zoll (7,2 mm) eine Querschnittsdichte (SD) von:

160/7000 × 1 / .284 ^ 2 = 0,283 lbm / in2

Als weiteres Beispiel hat das oben erwähnte M107-Projektil mit einem Gewicht von 43,2 kg und einem Körperdurchmesser von 154,71 mm eine Querschnittsdichte von:

95,2 / 6,0909 ^ 2 = 2,567 lb.m/im2

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Externe Links[edit]