
弾道学とは、発射体、特に銃弾、無誘導爆弾、ロケット弾などの兵器弾薬の発射、飛行挙動、および衝撃効果に関する力学の分野であり、所望の性能を達成するために発射体を設計および加速する科学または技術である。
弾道物体とは、運動量を持つ自由運動物体であり、銃身や推進ノズルからの加圧ガスによる力、ライフリングによる垂直抗力、飛行中の重力や空気抵抗などの力を受ける可能性がある。
弾道ミサイルは、動力飛行の比較的短い初期段階のみ誘導され、その後の軌道は古典力学の法則によって支配されるミサイルである。これに対し、(例えば)巡航ミサイルは、固定翼航空機のように動力飛行中に空力的に誘導される。
最も古い弾道発射体は、石、槍、そして投擲棒であったことが知られている。

石の先端が付いた投射物の最古の証拠は、弓で発射されたものかもしれないし、そうでないかもしれないが(アトラトル参照)、約28万年前のもので、現在の東アフリカであるエチオピアで発見された。[ 1 ]弓を使って矢を射る最古の証拠は約1万年前のもので、ハンブルク 北部のアーレンスブルク渓谷で発見された松の木の矢に基づいている。矢の底には浅い溝があり、弓で射られたことを示している。[ 2 ]これまでに回収された最古の弓は約8000年前のもので、 デンマークのホルムゴード湿地で発見された。
弓術は、約4500年前に北極圏の小型道具の伝統とともにアメリカ大陸に伝わったと考えられている。
銃として認識される最初の装置は西暦1000年頃に中国に現れ、12世紀までにその技術はアジアの他の地域に広がり、13世紀までにはヨーロッパにも伝わった。[ 3 ]
数千年にわたる経験的発展を経て、弾道学は1531年にイタリアの数学者ニッコロ・タルタリアによって初めて研究・発展されました。 [ 4 ] [ 5 ]彼はギリシャの哲学者アリストテレスとアルブレヒト・フォン・ザクセンによって確立された慣習である直線運動のセグメントを使い続けましたが、直線を円弧で結ぶという革新を加えました。ガリレオは1638年に複合運動の原理を確立し、[ 6 ]この原理を用いて弾道軌道の放物線形状を導き出しました。[ 7 ]弾道学は、1687年にアイザック・ニュートンが『自然哲学の数学的原理』を出版したことで、 確固たる科学的・数学的基盤の上に築かれました。これにより、運動と重力の数学的法則が初めて軌道を正確に予測することが可能になりました。
「弾道学」という言葉は、ギリシャ語の「 βάλλειν ballein」(投げる)に由来する。
投射物とは、力を加えることによって空間(空であるか否かを問わず)に投射される物体のことである。空間内を運動する物体(例えば投げられた野球ボール)はすべて投射物であるが、この用語は最も一般的には武器を指す。[ 8 ] [ 9 ]投射物の軌道を分析するために運動の数学方程式が使用される。

投擲とは、手で物体を発射することです。他の動物も投擲できますが、人間は器用さとタイミングの良さから非常に優れた投擲能力を持ち、これは進化によって獲得された特性だと考えられています。人間の投擲の証拠は200万年前に遡ります。[ 11 ]多くのアスリートに見られる時速145km (90mph)の投擲速度は、チンパンジーが物を投げる速度である時速約32km (20mph )をはるかに上回ります。[ 11 ]この能力は、人間の肩の筋肉と腱が、物体を推進するために必要な時まで弾力性を蓄えておく能力を反映しています。 [ 11 ]
スリングとは、石、粘土、鉛などの鈍い投射物(「スリング弾」)を投げるために使用される投射武器です。
投石器は、2本の紐の中央に小さな受け皿または袋状の部分があります。投石用の石はこの袋状の部分に入れます。中指または親指を一方の紐の端にある輪に通し、もう一方の紐の端にあるタブを親指と人差し指の間に挟みます。投石器を弧を描くように振り回し、正確なタイミングでタブを放します。これにより、投石器の石が標的に向かって飛んでいきます。
弓は、矢と呼ばれる空気力学的発射体を発射する柔軟な素材です。矢は、弾道学の議論で最初に説明された致命的な発射体かもしれません。弦が両端をつないでおり、弦を引くと棒の両端が曲がります。弦を放すと、曲がった棒の位置エネルギーが矢の速度に変換されます。[ 12 ]アーチェリーは、弓から矢を射る技術またはスポーツです。[ 13 ]

カタパルトは、爆発装置を使用せずに投射物を遠くまで飛ばすために使用される装置であり 、特に古代および中世のさまざまなタイプの攻城兵器を指します。[ 14 ]カタパルトは、戦争中に最も効果的なメカニズムの1つであることが証明されたため、古代から使用されてきました。「カタパルト」という言葉は、ラテン語のcatapultaに由来し、これはギリシャ語のκαταπέλτης ( katapeltēs ) に由来し、それ自体はκατά ( kata )「反対に」[ 15 ]とπάλλω ( pallō )「投げる、放つ」[ 16 ] [ 17 ]から成ります。カタパルトは古代ギリシャ人によって発明されました。[ 18 ] [ 19 ]

銃とは、発射体やその他の物質を発射するように設計された、通常は筒状の武器またはその他の装置である。[ 20 ]発射体は固体、液体、気体、またはエネルギーであり、弾丸や砲弾のように自由である場合もあれば、テーザー銃のプローブや捕鯨用の銛のように拘束されている場合もある。発射方法は設計によって異なるが、通常は推進剤の急速な燃焼によって生成されるか、機械的手段によって圧縮および貯蔵されたガス圧の作用によって行われ、ピストンのように開口端の管内の発射体に作用する。閉じ込められたガスは、可動する発射体を管の長さに沿って加速し、管の端または銃口でガスの作用が停止した後も発射体の移動を維持するのに十分な速度を与える。あるいは、電磁場の発生による加速が用いられる場合もあり、その場合は管は不要となり、ガイドレールが代用される。

ロケットとは、ロケットエンジンから推力を得るミサイル、宇宙船、航空機、またはその他の乗り物である。ロケットエンジンの排気は、使用前にロケット内部に搭載された推進剤のみから形成される。[ 21 ]ロケットエンジンは作用反作用によって作動する。ロケットエンジンは、排気を非常に速く後方に噴射することによってロケットを前方に押し出す。
ロケットは低速での使用には比較的非効率的だが、軽量かつ強力で、大きな加速を生み出し、比較的効率よく極めて高速に達することができる。ロケットは大気に依存せず、宇宙空間でも非常にうまく機能する。
軍事用および娯楽用のロケットは、少なくとも13世紀の中国にまで遡ります。[ 22 ]重要な科学、惑星間、産業用途は20世紀まで行われず、ロケット技術は月面着陸を含む宇宙時代の基盤技術となりました。現在、ロケットは花火、兵器、射出座席、人工衛星の打ち上げロケット、有人宇宙飛行、宇宙探査などに使用されています。
化学ロケットは最も一般的な高性能ロケットであり、通常はロケット推進剤の燃焼によって排気ガスを発生させます。化学ロケットは大量のエネルギーを容易に放出できる形で蓄えており、非常に危険な場合もあります。しかし、慎重な設計、試験、製造、および使用によってリスクは最小限に抑えられます。

弾道学はしばしば次の4つのカテゴリーに分類されます。[ 23 ]
内部弾道学(または内部弾道学)は、弾道学の下位分野であり、発射体の推進を研究する学問である。
銃の場合、内部弾道学は推進剤の点火から発射体が銃身から出るまでの時間を指します。[ 24 ]内部弾道学の研究は、小口径ライフルやピストルからハイテク砲まで、あらゆる種類の銃器の設計者や使用者にとって重要です。
遷移弾道学(中間弾道学とも呼ばれる)[ 26 ]は、発射体が銃口から出てから発射体の後ろの圧力が均等になるまでの発射体の挙動を研究するものであり[ 27 ]、内部弾道学と外部弾道学の中間に位置する。
外部弾道学とは、弾道学の一分野であり、動力を持たない飛翔体の飛行中の挙動を扱うものである。
外部弾道学は銃器と関連付けられることが多く、銃身から発射された弾丸が標的に命中するまでの、動力を持たない自由飛行段階を扱うため、遷移弾道学と終末弾道学の中間に位置します。
しかし、外部弾道学は、ロケットやボール、矢などの他の発射体の自由飛行にも関係する。
終末弾道学とは、発射体が標的に命中したときの挙動と影響を研究する学問である。[ 28 ]
終末弾道学は、小口径弾だけでなく大口径弾(砲弾など)にも関係する。極めて高速な衝突の研究はまだ始まったばかりで、今のところ主に宇宙船の設計に応用されている。

法医学弾道学とは、弾丸や弾痕を分析し、裁判所や法制度の他の部分にとって有用な情報を得る学問である。弾道学情報とは別に、銃器および工具痕跡鑑定(「弾道指紋鑑定」)とは、銃器、弾薬、および工具痕跡の証拠を分析し、特定の銃器または工具が犯罪の実行に使用されたかどうかを判断する学問である。
宇宙力学とは、弾道学と天体力学をロケットやその他の宇宙船の運動に関する実際的な問題に応用する学問である。これらの物体の運動は通常、ニュートンの運動法則と万有引力の法則に基づいて計算される。宇宙ミッションの設計と制御において、宇宙力学は中核となる分野である。