Dimensionamento de um tanque balístico para coleta de projéteis

4 de agosto, 2016 às 19:31 | Postado em Balística, Mecânica de fluidos

Esta postagem trata do dimensionamento de um tanque balístico. Um Perito Criminal fez contato a propósito do dimensionamento do tanque. Seguem as mensagens trocadas com o perito.

MENSAGEM INICIAL: Boa noite Professor Fernando!

Buenas, me chamo Marcio, sou nascido e criado em Santa Maria, atualmente moro em XYZ. Sou policial civil, no cargo de Perito Criminal. Atualmente estou chefe do setor de criminalística da unidade de pericias de XYZ. 

O motivo do meu contato com o senhor é o seguinte, estou adequando a parte da nossa balística forense e gostaria de montar um tanque balístico para coleta de projéteis. Pesquisando sobre o assunto tive o senhor como referência. se puder me auxiliar agradeço de antemão. Obrigado.  

RESPOSTA À MENSAGEM INICIAL: Caro Marcio

Imagino que tenhas entrado em contato por causa do meu artigo onde desenvolvo um modelo para prever a distância de frenagem de projéteis de arma de fogo na água, publicado no Caderno Brasileiro de Ensino de Física, disponível em Research_Gate .

No sítio Pergunte ao Centro de Referência para o Ensino de Física do IF-UFRGS existem diversas postagens sobre o tema e correlatos. Podes começar olhando em Frenagem do projétil do fuzil AK-47 na água  e  Força de impacto de um projétil .40. Nestas duas postagens encontrarás indicações para outras postagens.

Se fores mais específico talvez possa te auxiliar em alguma coisa. Att. Fernando

RÉPLICA DO Marcio: Bom dia Professor!

Obrigado pela atenção, a minha dúvida seria com relação as dimensões que devo construir o tanque balístico. Pretendo fabricá-lo com chapa metálica parecido com este cajon-recuperador-de-proyectiles. 

O comprimento desta tanque é que me preocupa, estava pensando em 3,5m de comprimento para que comporte aproximadamente 3 mil litros de água, isto pensando na munição 7.62X51 Nato, a qual utilizada projéteis de 7.90 mm (0.311 polegadas) de diâmetro e 8,0 gramas (123 grains) de massa e uma velocidade de aproximadamente 750m/s. Seria suficiente um tanque com 3,5 metros para efetuar os testes? Obrigado!

Nova resposta ao Marcio: O modelo que desenvolvi no artigo supracitado permite, utilizando as equações 5 e 7, prever que ao se deslocar por cerca de 3 m na água a energia cinética do projétil é desprezível. O decaimento do valor da velocidade e da energia cinética do projétil com o seu deslocamento na água é exponencial conforme a equação 11 do artigo.

É possível, como na seção VI do artigo, representar a atenuação da energia cinética do projétil em função da distância percorrida na água. A figura abaixo apresenta a curva de atenuação para o projétil de interesse (em verde) e para outro projétil (azul) conforme o artigo. A variável no eixo das ordenadas (atenuação da energia cinética) se encontra em uma escala não linear de modo a ampliar a região dos valores próximos a zero.

O “deslocamento característico” para o projétil 9,0 mm é cerca de 20 cm e para o projétil 7,9 mm é cerca de 32 cm. Ao longo destes “deslocamentos característicos” as energias cinéticas dos projéteis se reduzem a cerca de 37% dos seus valores iniciais. Mesmo para o poderoso projétil .50 ou 13 mm (motivador do artigo) o “deslocamento característico” é cerca de 70 cm, determinando que ao longo de todo o tanque a atenuação da sua energia cinética fosse 0,37^5=0,007, ou seja, reduzindo a energia cinética  do projétil a 0,7% do seu valor inicial.

Desta forma o modelo de frenagem do projétil permite concluir que um tanque com 3,5 m de comprimento é suficiente para o objetivo de estancamento e recolhimento do projétil de interesse.

Resposta final do Marcio: Bom dia! Professor Fernando, obrigado pela sua ajuda, foi de muita valia. Baseado na leitura do seu trabalho que cheguei na medida que o tanque deveria ter de 3,5 m de comprimento para que os testes sejam feitos dentro do limite de segurança. Estou finalizando as dimensões e assim que o tanque estiver pronto envio algumas fotos para que o senhor veja.
No anexo está uma imagem de como será o tanque e e sua utilização.

Com relação a disponibilização das mensagens fique a vontade, só tenho a agradecer a atenção dispensada. Obrigado e um grande abraço.

Outras postagens sobre o tema em Balística.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 2780.