Projectil

Un projectil és un cos que s'expulsa, generalment amb una arma i que continua el seu moviment per la mateixa inèrcia per tal de colpir un objectiu.^[1]^[2] Tot i que les pilotes de futbol o de tennis podrien considerar-se projectils i responen a les mateixes lleis balístiques, generalment el terme sol referir-se a les armes. Sagetes, dards o llances són armes llançades en utilitzar la força mecànica aplicada per un altre objecte.^[3]^[4] Altres armes utilitzen la força de l'aire comprimit per a disparar. Pistoles, rifles, etc., utilitzen la força expansiva d'uns gasos alliberats per certes reaccions químiques. Fins a l'edat moderna, els projectils eren de pedra (en les catapultes) o de plom.^[5] Actualment els projectils són de ferro o de coure i això permet penetrar amb facilitat en el seu objectiu. Hi ha projectils pensats per a causar menys danys i solen ser de cautxú o plàstic.^[6]^[7] La balística és la ciència que analitza la projecció, la trajectòria, les forces que actuen sobre ella i l'impacte que té en l'objectiu,^[8] i té un paper important en la medicina legal i forense per tal d'analitzar la trajectòria d'un projectil i així els precedents d'un crim o d'un accident amb arma de foc.

Força motriu

Les sagetes, dards, llances i altres armes similars són impulsats solament per forces mecàniques aplicades per un altre objecte, per exemple: una catapulta, un tirador, una fona, un arc a més del llançament sense ús d'una eina.

Altres armes usen la compressió o expansió de gasos per propulsar un projectil.

Els canons electromagnètics utilitzen camps electromagnètics per a proporcionar una acceleració constant al llarg del dispositiu. Incrementant enormement la velocitat del projectil.

Les sarbatanes i armes d'aire usen gas comprimit, mentre que la resta de les armes de foc utilitzen els gasos en expansió generats per reaccions químiques

Alguns projectils es propulsen a ells mateixos durant el vol mitjançant l'ús d'un motor de coet o un jet. En terminologia militar, un coet és no-guiat mentre que un míssil és guiat. Els dos sentits de "coet" (coet arma i motor coet): un ICBM és un míssil que usa motors de coet.

Projectils vehicle

Molts tipus de projectils s'usen per a "portar" certa càrrega a la seva destinació (no solament el projectil). Un projectil, p. ex. un obús, pot tenir una càrrega explosiva o algun altre tipus de substància química o biològica. A més d'un explosiu, un projectil pot causar cert tipus de dany depenent del que porti; per exemple un agent incendiari o fins i tot verí (com les sagetes enverinades).

Projectils esportius

S'han registrat velocitats de fins 169 km/h amb la pilota de beisbol.^[9]

La força més important aplicada al ‘projectil' és la força propulsora, en aquest cas les forces propulsores són els músculs que actuen sobre la pilota per a fer que es mogui, i com més força aplicada, més força propulsora, el que significa que el projectil (la pilota) arribarà més lluny. Vegeu pitching o les bitlles.

Projectils cinètics

Un projectil que no porta cap càrrega explosiva ni de cap altre tipus, es denomina projectil cinètic, arma d'energia cinètica, ogiva d'energia cinètica, obús cinètic o penetrador cinètic. Les armes d'energia cinètica típiques són projectils simples com roques i bales de canó, punxegudes com sagetes i més punxegudes com les bales. Entre els projectils que no tenen cap explosiu, estan aquells llançats de canons en raïl, canons gauss i catapultes electromagnètiques, així com l'APFSDS. Totes aqueixes armes funcionen en donar-li una gran velocitat als seus projectils (hipervelocitat) per a col·lidir transformant la immensa energia cinètica en ones de xoc destructives i calor.

Algunes armes cinètiques designades per a objectes en vol espacial són armes antisatèl·lit i míssils antibalístics. Atès que per a aconseguir un objecte en òrbita aquests projectils han d'aconseguir velocitats immenses, la sola energia cinètica que porten és força suficient per a destruir els seus blancs, fent innecessaris els explosius. Per exemple: l'energia del TNT és de 4,6 MJ/kg, mentre que l'energia d'un objecte que es mou a uns 10 km/s és de 50 MJ/kg. Això estalvia pes extra i no es necessita una detonació precisa. No obstant això, aqueix mètode requereix un contacte directe amb el blanc, per la qual cosa es requereix una trajectòria més exacta.

Pel que fa a les armes antimíssils, el Hetz i el MIM-104 Patriot tenen explosius, mentre que l'Interceptor d'energia cinètica, el Projectil lleuger exoatmosfèric (LEAP, vegeu RIM-161) i el THAAD no en tenen (vegeu Missile Defense Agency).

Una arma d'energia cinètica pot també ser deixada anar d'un avió per a un cop de precisió amb un menor dany col·lateral (perquè, per exemple, conté concret en comptes d'algun explosiu). Una bomba típica té una massa de 900 kg i cau a una velocitat de 800 km/h (220 m/s). Aqueix tipus de mètode ha estat usat en la guerra de l'Iraq i les subsegüents operacions militars a l'Iraq en emprar bombes farcides de concret amb el dispositiu GPS de les JDAM per a atacar vehicles i altres blancs "suaus" que estan en llocs molt prop d'estructures civils com per a usar bombes altament explosives.

Un Promt Global Strike pot usar armes cinètiques. El bombardeig cinètic pot emprar projectils deixats anar a nivell d'òrbita terrestre.

Una arma hipotètica és la que viatja a una considerable fracció de la velocitat de la llum, generalment coneguda en ciència-ficció, es denomina bomba relativista.

Projectils cablejats

Alguns projectils es connecten a l'equip de llançament mitjançant un cable després del llançament:

Per a ser guiats: míssil amb filferro dirigit (fins a 4 km).
Per a administrar un electroxoc, com en el cas del Taser (fins a 10,6 metres); dos projectils són disparats simultàniament, cadascun amb un cable.
Per a connectar el llançador amb l'objectiu, ja sigui per a halar l'objectiu, com en un arpó de balenes, o per a portar al llançador cap al blanc, com ho fa un ganxo d'agarrament.

Altres

La balística analitza la trajectòria d'un projectil, les forces que actuen sobre un projectil i l'impacte que té aquest sobre un blanc.

Una explosió, causada o no per una arma, converteix els fragments llançats en projectils d'alta velocitat. Una arma explosiva pot ser‘’ dissenyada també per a produir molts projectils d'alta velocitat a partir del contenidor de l'explosiu.

Energia

El comportament dels projectils es descriu a través de la balística. L'energia d'un projectil, immediatament després d'abandonar el canó (l'energia de la bala $E_{0}$ ) calculada segons la fórmula de l'energia cinètica:

$E_{0}={\frac {1}{2}}mv_{0}^{2}$

Velocitats de projectil típiques

Projectil	Velocitat				Energia cinètica específica (J/kg)
Projectil	(m/s)	(km/h)	(ft/s)	(mph)	Energia cinètica específica (J/kg)
Objecte caient 1 m (en buit, a la superfície terrestre)	4,43	15,948	14,5	9,9	9,8
Objecte caient 10 m (en buit, a la superfície terrestre)	14	50,4	46	31	98
Clava (llançador expert)	40	144	130	90	800
Objecte caient 100 m (en buit, a la superfície terrestre)	45	162	150	100	980
Dard propulsat refinat (llançador expert)	45	162	150	100	1.000
Disc d'hoquei de gel (slapshot, jugador professional)	50	180	165	110	1.300
Projectil de ballesta de 80 lb	58	208,8	190	130	1.700
Sageta guerra de 150 lbs arc de guerra medieval	63	228,2	208	141	2.000
Blunt Impact Projectile d'un llançagranades de 40mm	87	313,2	285	194,6	3.785
Tir de Paintball	91	327,6	300	204	4.100
Projectil de ballesta de 175 lb	97	349,2	320	217	4.700
Balí d'aire comprimit de 6 mm	100	360	328	224	5.000
Rifle d'aire comprimit BB 4,5 mm	150	540	492	336	11.000
Balí d'aire comprimit de .177" (rifle d'aire amb potència de Magnum)	305	878,4	1.000	545	29.800
9×19mm (projectil d'una pistola)	340	1224	1.116	761	58.000
12.7×99 mm (projectil d'una metralleta pesada)	800	2.880	2.625	1.790	320.000
Tiger I alemany 88 mm (projectil de tanc Pzgr. 39 APCBCHE)	810	2.899	2.657	1.812	328.050
5.56×45mm (bala estàndard utilitzada en molts rifles d'assalt)	920	3.312	3.018	2.058	470.000
20×102mm (bala de canó estàndard nord-americà utilitzat en els canons de combat)	1039,38	3.741	3.410	2.325
25×1400mm (APFSDS, penetrador de tancs)	1.700	6.120	5.577	3.803	1.400.000
2 kg Slug de tungstè (del Experimental Railgun)	3.000	10.800	9.843	6.711	4.500.000
Vehicle de reentrada d'un ICBM	Fins a 4.000	Fins a 14.000	Fins a 13.000	Fins a 9.000	Fins a 8.000.000
projectil d'un canó de gas lleuger	Fins a 7.000	Fins a 25.000	Fins a 23.000	Fins a 16.000	Fins a 24.000.000
Satèl·lit en òrbita terrestre baixa	8.000	29.000	26.000	19.000	32.000.000
Exoatmospheric Kill Vehicle	~10.000	~36.000	~33.000	~22.000	~50.000.000
Projectil (p.ex., escombraries espacials) i altres també en òrbita terrestre baixa	0–16.000	~58.000	~53.000	~36.000	~130.000.000