Sobre la estabilidad de un proyectil estabilizado giroscópicamente.

[jaimeta]

¿Un proyectil de cañón estabilizado giroscópicamente siempre mantiene su orientación con respecto a la trayectoria inicial al salir de la boca del cañón?

[jaimeta]

Por el momento veo que no tengo respuestas. Quizás sea porque parezca obvio. Añado unos dibujos.

Está universalmente aceptado que un proyectil con la forma clásica de un supositorio y estabilizado giroscópicamente, cae siempre de punta y siguiendo su eje de simetría la trayectoria, tal como figura en el dibujo.

Pero yo me pregunto, ¿Qué es lo que le hace cambiar de posición? Las fuerzas aerodinámicas no. Carece de aletas estabilizadoras como sería una granada de mortero o una flecha. Si dejo caer un proyectil en el agua, o cae de lado o al revés. Su forma no permite la estabilización aerodinámica. Sin embargo, la fuerza giroscópica es enorme. Pueden girar a cientos de revoluciones por segundo.

Entonces, ¿no sería más lógico que el proyectil siempre mantuviera la posición inicial de disparo? De esta forma, nunca caería de punta.

Me gustaría que alguien libre de prejuicios pudiera reflejar su opinión.

[Richard R Richard]

Entonces, ¿no sería más lógico que el proyectil siempre mantuviera la posición inicial de disparo? De esta forma, nunca caería de punta.

Me gustaría que alguien libre de prejuicios pudiera reflejar su opinión.

Si no hubiese aire el dibujo de la derecha sería la forma en que viaja la bala Eso sucedería en la luna por ejemplo, pero la bala en el aire ofrece menos resistencia aerodinamica si viaja en la dirección de su eje de simetría..
Si la bala no rotara seria menos estable ofreceria mas resistencia y menos alcance. Pero hacerla girar el equilibrio entre las fuerzas restaurativas por la conservación del momento angular y la fricción aerodinámica, mantiene el eje de giro tangente a la trayectoria parabólica como en la figura izquierda , eso maximiza el alcance.

[jaimeta]

Estás dando por sentado desde un principio que el centro de presiones aerodinámicas están por detrás del centro de gravedad y no es así.

No se trata de más o menos resistencia. Se trata del par de giro creado por la posición relativa entre el centro de gravedad y el centro de presiones aerodinámicas. Precisamente se inventó el que giraran, para que no cambiaran su ángulo.

No existe ninguna fuerza aerodinámica estabilizadora. Todo lo contrario. Por lo tanto, debiera ir como el de la derecha.

Además, si yo disparo un proyectil a 90º, cuando se quede a velocidad cero y vuelva a caer, ¿Va a dar la vuelta así de golpe?

[Richard R Richard]

Estás dando por sentado desde un principio que el centro de presiones aerodinámicas están por detrás del centro de gravedad y no es así.

Hola , la fuerza de resistencia aerodinámica, depende para un mismo cuerpo de un coeficiente que varía en función del perfil de la superficie expuesta a la corriente de fluido.
Si sueltas desde gran altura una bala sin velocidad inicial, pasado un breve lapso donde adquiere velocidad terminal estadisticamnete su perfil de punta estará siempre más próximo a la superficie de la tierra, es decir bambolea pero cae de punta.
Si el centro de empuje estuviera mas cerca de la tierra que el de gravedad ,la bala creía por su otro extremo.
A velocidad terminal la bala tiene el mismo equibrio de fluido que un barco sobre la superficie el agua.

No se trata de más o menos resistencia. Se trata del par de giro creado por la posición relativa entre el centro de gravedad y el centro de presiones aerodinámicas. Precisamente se inventó el que giraran, para que no cambiaran su ángulo.

Se inventó que girarán para que la conservación del momento angular ayudará a mantener mínima la resistencia aerodinamica, logrando así más alcance con la misma velocidad inicial.

No existe ninguna fuerza aerodinámica estabilizadora. Todo lo contrario. Por lo tanto, debiera ir como el de la derecha.

No he dicho que la fuerza resistente sea estabilizante, es claro en mis palabras, el giro estabiliza, y al ser estable la resistencia es mínima debido a que se mantiene el perfil, por lo que se mejora el alcance.

Además, si yo disparo un proyectil a 90º, cuando se quede a velocidad cero y vuelva a caer, ¿Va a dar la vuelta así de golpe?

Ya explique antes la bala pondra su perfil menos resistente por delante, es decir pone, su centro de presiones por detras del centro de masas, dicho de otro modo la resultante de la fuerza de presion intenta ser colineal con la tangente a la trayectoria esto es evidente hasta en la forma de los cohetes espaciales, misiles, ojivas aún sin tener alas estabilizadoras, incluso se ve en el perfil el fuselaje de aviones y helicopteros ,y el plumaje de las aves.

No se entiende que quieres decir con de golpe, un lanzamiento vertical, solo necesita que la bala rote sobre un eje perpendicular a la tangente a la trayectoria y puede en un solo instante detenerse, pero cualquier tiro horizontal y oblicuo inmediatamente se vuelve idealmente parabólico de modo que la bala no se detiene en ningún instante.

[jaimeta]

He hecho un pequeño experimento con algo de plastilina dando una forma parecida a un proyectil y un recipiente con agua. Es lo que tengo más a mano. Las densidades del agua y del aire son distintas, pero el centro de presiones y el centro de gravedad es el mismo. La he dejado caer varias veces. Las dos últimas, son de otro proyectil más pequeño, para que saliera más lento el movimiento. Si te fijas, nunca cae de punta.

Puedes darle a Reproducir todo. No hay más vídeos. https://www.youtube.com/channel/UCTP...FUlEv4QFDt3ivw

Se inventó que girarán para que la conservación del momento angular ayudará a mantener mínima la resistencia aerodinamica, logrando así más alcance con la misma velocidad inicial. Naturalmente y en un tiro tenso funciona a la perfección.

No he dicho que la fuerza resistente sea estabilizante, es claro en mis palabras, el giro estabiliza, y al ser estable la resistencia es mínima debido a que se mantiene el perfil, por lo que se mejora el alcance. En tu tiro tenso vale, pero en una parábola pronunciada, ya la resistencia, cuando desciende el proyectil, debiera de incrementarse al forzar el efecto giroscópico a mantener siempre el mismo ángulo inicial del proyectil. No intenta forzar al proyectil en seguir la trayectoria. La resistencia aerodinámica es mayor.

En todos los ejemplos que has puesto, cohetes espaciales, misiles u ojivas, si es que no tienen aletas, utilizan empuje vectorial. No habría otra para que no se desviaran. Si un cohete se desvía más de un determinado ángulo superior al de cálculo de control de giro de las toberas, se da por perdido y se le destruye en el aire.

Los aviones clásicos vuelan en línea recta, porque tienen más de 3/5 de la superficie lateral detrás del centro de gravedad. Los únicos que incumplirían este concepto serían algunos aviones indetectables al radar, que quitan el estabilizador vertical, pero son controlados por ordenador. El más leve fallo podría hacerlos entrar en barrera plana. Los helicópteros usan un sistema activo de estabilidad, el rotor de cola. Si se para, se van al suelo dando vueltas si no desconectan de forma instantánea el motor. Podrías mencionar a determinados pájaros como la urraca, pero en el caso de grandes planeadores como el buitre, ellos mantienen una estabilidad activa y no aerodinámica. Un buitre volando de forma "estable", si se quedara de golpe con esa postura, acabaría estrellándose, porque, en realidad, nunca tiene una posición estable. Un símil sería como que nosotros caminamos, pero con un equilibrio inestable. (En realidad considero que ningún ave es estable aerodinámicamente. Todos se mantienen en vuelo por su "ordenador". Esto es una conclusión mía)

En tu último punto. Te pongo unos dibujos. En un tiro parabólico próximo a los 90 grados, se aprecia que cuando tiene el proyectil la velocidad mínima, es cuando debiera de hacer la corrección mayor, y en el otro dibujo, disparo exactamente a 90 grados. El proyectil sube en linea recta hacia arriba. Una vez consumida su energía cinética, queda parado cero segundos y es allí donde debiera de hacer un giro de 180 grados para luego caer verticalmente. Eso no ocurre.

Y te pongo un enlace también que habla de la relación del centro de presiones y el de gravedad: https://kilermt.com/balistica-exteri...s-por-kilermt/







Por curiosidad mira esta imitación: https://media.quincemil.com/imagenes...2-1706x960.jpg

Tiene un timón vertical de metacrilato transparente. Al original no le hace falta.

De: https://www.elespanol.com/quincemil/...-guardia-civil