પ્રક્ષેપણવિદ્યા (ballistics) : પ્રક્ષિપ્ત(projectile)ના પ્રચલન (propulsion), ઉડ્ડયન (flight) અને સંઘાત (impact) અંગેનું વિજ્ઞાન. તેનું વિભાજન જુદી જુદી શાખામાં કરવામાં આવે છે. આંતરિક પ્રાક્ષેપિકી એટલે પ્રક્ષિપ્તના પ્રચલન અંગેનું વિજ્ઞાન; બાહ્ય પ્રાક્ષેપિકી એટલે પ્રક્ષિપ્તના ઉડ્ડયન અંગેનું વિજ્ઞાન. આ બંને અવસ્થા વચ્ચેના સંક્રમણકાળને માધ્યમિક (intermediate) પ્રાક્ષેપિકી કહેવામાં આવે છે, અંતિમ (terminal) પ્રાક્ષેપિકી પ્રક્ષિપ્તના આઘાત અંગેના અભ્યાસ સાથે સંબંધિત છે, જ્યારે એનાથી જુદી શાખા માણસોને થતી શારીરિક ઈજા સાથે સંબંધિત છે.
બંદૂક/તોપ અને રૉકેટ-મોટર ઉષ્ણતા-એન્જિનના પ્રકારો છે, જેમાં પ્રોપેલન્ટની રાસાયણિક શક્તિનું અંશત: રૂપાંતર પ્રક્ષિપ્તની ગતિ-શક્તિમાં થાય છે. પરંપરાગત ઈંધણની જેમ પ્રોપેલન્ટના પ્રજ્વલન માટે વાતાવરણના ઑક્સિજનની જરૂર પડતી નથી. પ્રોપેલન્ટ સળગવાથી મર્યાદિત જગામાં પેદા થતા વાયુને લીધે દબાણ વધે છે. દબાણને લીધે પ્રક્ષિપ્તનું પ્રચલન થાય છે અને જ્વલન-પ્રક્રિયાનો દર વધે છે. ગરમ વાયુને કારણે બંદૂક/તોપની નળી અથવા રૉકેટનું નાળચું ખવાય છે.
તોપના પ્રોપેલન્ટનું રસાયણ સળગાવવામાં આવે છે ત્યારે પેદા થતો વાયુ ગોળાને લીધે આગળ વધી શકતો નથી અને તેથી તેનું દબાણ વધે છે. ગોળાની ગતિને નડતા અવરોધ કરતાં તેની ઉપર લાગતું વાયુનું દબાણ વધી જાય છે ત્યારે ગોળો (પ્રક્ષિપ્ત) આગળ વધે છે. અમુક સમય સુધી દબાણ વધતું જાય છે અને ત્યારબાદ ઘટવા લાગે છે. આ દરમિયાન પ્રવેગને લીધે ગોળો ઘણી વધારે ગતિ પ્રાપ્ત કરે છે. ઝડપથી સળગતું પ્રોપેલન્ટ થોડા સમયમાં ખૂટી જાય છે અને એ સાથે તોપમાંથી ગોળો ફેંકાય છે, જેની મહત્તમ ગતિ 15 કિમી./સેકંડ જેટલી હોય છે. ઓછા ધક્કાવાળી (recoilless) તોપમાં પાછળની દિશામાંથી વાયુ બહાર નીકળી શકે તેવી ગોઠવણ કરેલી હોય છે, જેથી ધક્કાનું બળ ઓછું થાય છે.
ગોળો બહાર ફેંકાય તે પહેલાં થતા પૂર્વગામી (precursor) ધડાકા પછી ગોળાની પાછળ દબાયેલો વાયુ જ્યારે મુક્ત થાય છે ત્યારે મુખ્ય ધડાકો (main blast) થાય છે. ઊંચી ગતિ સાથે બહાર નીકળતો વાયુ થોડા સમય માટે ગોળાથી વધારે આગળ નીકળી જાય છે અને તેથી ગોળાની ગતિમાં ઘણું પ્રવિચલન (yawing) થાય છે. ધ્વનિની ગતિ કરતાં વધારે ગતિથી બહાર ફેલાતા આઘાત-તરંગ(shock wave)ને લીધે તોપનો ધડાકો સંભળાય છે. તોપના મોઢાની આસપાસ ઉત્પન્ન થતી ગરમીને લીધે ઝબકારો (flash) થાય છે; મોટી તોપમાં ઝબકારાની સાથે આગની જ્વાળા પણ દેખાય છે. તોપના મોઢાની સાથે જોડેલાં સાધનો વડે આઘાત-તરંગને વિખેરી નાખીને ધડાકા અને ઝબકારાને નાબૂદ કરી શકાય છે; એ સાધનો વડે બહાર નીકળતા વાયુને વિખેરી નાખીને ધક્કો પણ ઘટાડી શકાય છે.
ગોળાનો ગતિ-પથ (trajectory) ગુરુત્વાકર્ષણ, હવાના અવરોધ તથા ઉત્થાન(lift)થી લાગતા બળ ઉપર આધાર રાખે છે. ફક્ત ગુરુત્વાકર્ષણની અસર નીચે ગતિ-પથ પરવલયાકાર હોય છે. ગતિ-પથ ઉપર અવરોધને કારણે ગોળાની ગતિમાં ઘટાડો થાય છે. ધ્વનિ કરતાં ઓછી ગતિ હોય તો અવરોધ લગભગ ગતિના વર્ગના પ્રમાણમાં હોય છે. ફક્ત આ પ્રકારની ગતિ માટે જ ગોળાનો પાછળનો આકાર નિમ્ન-પ્રતિરોધક (streamlined) બનાવવાથી તેનો લાભ થાય છે. આના કરતાં વધારે ગતિ હોય તો ગોળાના અગ્ર ભાગમાં શંકુ આકારનો આઘાત-તરંગ પેદા થાય છે. ગોળાને નડતો અવરોધ મુખ્યત્વે તેના અગ્ર ભાગના આકાર ઉપર આધાર રાખે છે, અને ધારદાર અણીવાળા (finely pointed) આકારના ગોળા માટે અવરોધ ન્યૂનતમ હોય છે. તોપના પાછળના ભાગમાંથી વાયુને બહાર કાઢવાથી અવરોધ ઓછો કરી શકાય છે.
પ્રક્ષિપ્તની પાછળ પાંખો (fins) રાખવાથી તેને સ્થિર (stabilize) કરી શકાય છે. તોપના/બંદૂકના નળાકારમાં સ્ક્રૂ જેવા ખાંચા રાખીને ગોળા/ગોળીને ચાક આપવાથી તેને સ્થિર કરી શકાય છે. ચાક લેતા પ્રક્ષિપ્ત વાયુશાસ્ત્રીય ક્રિયાબળને લીધે ગબડે છે તથા ગાયરોસ્કૉપિક ક્રિયાબળને લીધે ડોલે છે. પૂરતો ચાક ન હોય તો પ્રક્ષિપ્ત ગબડે છે અને વધુ પડતો ચાક હોય તો પ્રક્ષિપ્ત જેમ તેના ગતિ-પથમાં આગળ વધે તેમ તેનો અગ્ર ભાગ નીચે નમતો નથી. પ્રક્ષિપ્તના ગતિ-પથની દિશામાં નીચેનાં કારણોથી વિચલન (drift) થાય છે : ઉત્થાન, પ્રવિચલન (yawing), હવામાનની સ્થિતિ તથા પૃથ્વીનું ધરી-ભ્રમણ.
બહાર ફેંકાતા વાયુના વેગમાનથી પેદા થતા પ્રતિક્રિયાત્મક બળ-(ધક્કા)ને કારણે રૉકેટનું પ્રચલન થાય છે. રૉકેટ-મોટરની રચના એવી જાતની હોય છે કે પ્રોપેલન્ટના જ્વલન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા વાયુનું દબાણ લગભગ એકસરખું રહે. પાંખ-સ્થિત (fin-stabilized) રૉકેટ ઉપર ત્રાંસા પવન(cross-wind)ને કારણે તેની પાર્શ્ર્વ (yaw) દિશામાં ફેરફાર થાય છે અને તેને લીધે ધક્કાની દિશામાં પરિવર્તન થાય છે. રૉકેટની ઉડ્ડયનદિશાની ત્રાંસી બાજુ ઉપર બે અથવા વધારે નાળચાં (nozzles) મૂકીને તેનું ચાક-સ્થિરીકરણ કરી શકાય છે.
નિશાન અથવા લક્ષ્ય સામાન્ય રીતે ઘન રૂપમાં (solid) હોય છે. પ્રક્ષિપ્ત (ગોળો/ગોળી) અથડાવાથી નિશાનની અંદરનો પદાર્થ અસર પામે છે કે નહિ તેના આધારે નિશાન પાતળું (thin) કે જાડું (thick) કહેવાય છે. સંઘાતને લીધે લાગતા પ્રતિબળ(stress)ની માત્રા નિશાનના પરાભવબિંદુ-પ્રતિબળ (yield-stress) કરતાં વધારે હોય તો ગોળો નિશાનને ભેદી શકે છે. જો નિશાન પાતળું હોય તો વળી જઈને ભાંગી જવાથી તેનો નાશ થાય છે. જો નિશાન જાડું હોય તો તેમાં પદાર્થનું દ્રવગતિશાસ્ત્રીય વહન (hydrodynamic flow of material) થાય છે. સંઘાતને કારણે પ્રક્ષિપ્ત (ગોળા) ઉપર પણ આ પ્રકારની અસર થાય છે. ગોળો નિશાનની આરપાર નીકળે તો તેને છિદ્રીકરણ (perforation) કહે છે. મજબૂત બખ્તરને ભેદી શકે તેવા ગોળામાં દબાવીને ભરેલો સ્ફોટક પદાર્થ હોય છે. નિશાનની સાથે અથડાવાથી તેનો વિસ્ફોટ થાય છે અથવા નિશાનની સપાટી ઉપર વિસ્ફોટક રીતે ધાતુની પાતળી ધાર (jet) કેન્દ્રિત થાય છે.
વ્રણ પ્રાક્ષેપિકી (wound ballistics) મુખ્યત્વે ગોળીથી થતી શારીરિક ઈજા તથા વિસ્ફોટ દરમ્યાન ફેંકાતા ટુકડાઓથી થતી ઈજા અંગેની વૈદ્યકીય બાબતો અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે. જ્યારે ગોળી શરીરમાં પેસી જાય છે ત્યારે તેના વેગમાનને લીધે આજુબાજુની માંસપેશીઓમાં મોટો અસ્થાયી ખાડો (cavity) પડે છે. એ જગા પરની ઈજા ખાડાના કદ ઉપર આધાર રાખે છે. મળેલા પુરાવાને આધારે જાણવા મળ્યું છે કે શારીરિક ઈજા ગોળી(પ્રક્ષિપ્ત)ની ગતિના ઘન વર્ગ, તેનું વજન અને તેના આડ-છેદના ક્ષેત્રફળના પ્રમાણમાં હોય છે. આથી ગોળીની ઈજા પહોંચાડવાની ક્ષમતા તેના ડોલનથી અને સંઘાત પછી શરીરની અંદર તેના ફેલાવાથી વધે છે. ગોળી વાગ્યા પછી ઊંચા વેગથી ઊડતી હાડકાની કરચોથી ઈજામાં વધારો થાય છે. બખ્તર અંગેના અભ્યાસમાં શરીરની અંદર ગોળી ન ઘૂસે અને ઈજા ઓછી થાય તે ખાસ જોવામાં આવે છે.
પરંતપ પાઠક