Начальная скорость

редактировать
Для компьютерной видеоигры см. Muzzle Velocity (компьютерная игра).

Начальная скорость является скоростью снаряда ( пуля, окатышей, слизняка, мяча / выстрелов или оболочки ) относительно морды на данный момент она оставляет конец пушки «ы ствола (т.е. морды ). Начальная скорость огнестрельного оружия колеблется от примерно 120 м / с (390 фут / с) до 370 м / с (1200 фут / с) в мушкетах с черным порохом до более 1200 м / с (3900 фут / с) в современных винтовках с высокой дальностью полета. -большие патроны, такие как .220 Swift и .204 Ruger, вплоть до 1700 м / с (5600 футов / с) для танковые орудия стреляют кинетической энергией боеприпасами- пенетраторами. Чтобы имитировать столкновения орбитального мусора с космическим кораблем, НАСА запускает снаряды через легкие газовые пушки со скоростью до 8 500 м / с (28 000 футов / с).

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Скорость снаряда
  • 2 Обычные пистолеты
  • 3 винтовки
  • 4 категории скорости
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Скорость снаряда

Для снарядов, летящих без двигателя, их скорость максимальна при выходе из дульного среза и постоянно падает из-за сопротивления воздуха. Снаряды, летящие со скоростью меньше скорости звука (около 340 м / с (1100 футов / с) в сухом воздухе на уровне моря ), являются дозвуковыми, тогда как снаряды, летящие быстрее, являются сверхзвуковыми и, таким образом, могут лететь на значительное расстояние и даже поражать цель до того, как ближайший наблюдатель слышит «грохот» выстрела. Скорость полета снаряда в воздухе зависит от ряда факторов, таких как атмосферное давление, влажность, температура воздуха и скорость ветра. Некоторые высокоскоростные стрелковые оружия имеют дульные скорости выше, чем скорости убегания некоторых тел Солнечной системы, таких как Плутон и Церера, а это означает, что пуля, выпущенная из такой пушки по поверхности тела, покидает его гравитационное поле; однако не известно ни одного оружия с дульной скоростью, которое могло бы преодолеть гравитацию Земли (и атмосферы) или гравитации других планет или Луны.

В то время как традиционные патроны обычно не могут достичь лунной скорости убегания (примерно 2300 м / с (7500 футов / с)) или выше из-за современных ограничений действия и метательного заряда, снаряд весом 1 грамм (15,4324 гран ) был ускорен до скорости, превышающей 9000 м / с. с (30 000 футов / с) в Национальных лабораториях Сандиа в 1994 году. Пистолет работал в два этапа. Во-первых, с помощью горящего пороха поршень нагнетал давление водорода до 10 000 атм. Затем сжатый газ выпускался во вторичный поршень, который продвигался вперед в амортизирующую «подушку», передавая энергию от поршня к снаряду на другой стороне подушки.

Это открытие может указывать на то, что будущие скорости снарядов, превышающие 1500 м / с (4900 футов / с), должны иметь заряжающее газовое действие, которое передает энергию, а не систему, которая использует капсюль, порох и часть выпущенного газ. .22 LR картридж примерно в три раза больше массы снаряда в вопросе. Это может быть еще одним признаком того, что будущие разработки оружия будут больше интересовать патроны меньшего калибра, особенно из-за современных ограничений, таких как использование металла, стоимость и конструкция патрона. По сравнению с .50 BMG (43 г), титановый патрон весом 15,4324 г (1 г) любого калибра высвобождает почти в 28 раз больше энергии, чем.50 BMG, при средней потере импульса всего 27%. В большинстве случаев для цели смертельна энергия, а не импульс.

Обычные ружья

В обычных орудиях начальная скорость определяется количеством пороха, его качеством (с точки зрения скорости химического горения и расширения), массой снаряда и длиной ствола. Медленнее горящий порох требует более длинного ствола, чтобы закончить горение перед уходом, но, наоборот, может использовать более тяжелый снаряд. Это математический компромисс. Более быстрое горение пороха может ускорить более легкий снаряд до более высоких скоростей, если используется такое же количество пороха. Внутри пистолета давление газа, создаваемое в результате процесса сгорания, является ограничивающим фактором для скорости снаряда. Следовательно, качество и количество пороха, масса снаряда и длина ствола должны быть сбалансированы для достижения безопасности и оптимизации характеристик.

Более длинные стволы дают метательной силе больше времени для работы над вылетом пули. По этой причине более длинные стволы обычно обеспечивают более высокую скорость при прочих равных. Однако по мере того, как пуля движется по каналу ствола, давление порохового газа за ней уменьшается. При достаточно длинном стволе в конечном итоге будет точка, в которой трение между пулей и стволом и сопротивление воздуха будут равны силе давления газа позади него, и с этого момента скорость пули уменьшится.

Винтовки

Стволы с нарезной головкой имеют вырезанные внутри спирали, которые вращают пулю так, чтобы она оставалась стабильной в полете, точно так же, как американский футбол, брошенный по спирали, летит ровно и стабильно. Этот механизм известен как нарезы. Более длинные стволы дают больше возможностей повернуть пулю до того, как она покинет ружье. Более длинные стволы увеличивают общую точность оружия. Если исследовать группы выстрелов на бумажной мишени из 2-дюймового (51 мм) ствола, 4-дюймового (100 мм) ствола и 6-дюймового (150 мм) ствола, можно наблюдать, как производятся более длинные стволы » более плотная группировка, при этом пули приземляются ближе друг к другу в цель.

Пуля, проходя через ствол, толкается вперед газом, расширяющимся за ней. Этот газ был создан, когда триггер был остановлен, в результате чего боек, чтобы ударить праймер, который, в свою очередь, зажигается твердого ракетного топлива упакованы внутри пули патрона, что делает его сгорает в то время находится в камере. Как только она покидает ствол, сила расширяющегося газа перестает продвигать пулю вперед. Когда пуля выстреливается из пистолета с диаметром ствола 2 дюйма (51 мм), у пули есть только 2-дюймовая (51 мм) «взлетно-посадочная полоса», которую нужно вращать, прежде чем она покинет ствол. Точно так же у него есть только 2 дюйма (51 мм) пространства, в котором он может разогнаться, прежде чем он должен лететь без какой-либо дополнительной силы позади него. В некоторых случаях порох мог даже не полностью сгореть в ружьях с короткими стволами. Таким образом, начальная скорость ствола диаметром 2 дюйма (51 мм) меньше, чем у ствола диаметром 4 дюйма (100 мм), что меньше, чем у ствола диаметром 6 дюймов (150 мм).

Большие морские орудия будут иметь высокое отношение длины к диаметру в диапазоне от 38: 1 до 50: 1. Это соотношение длины максимизирует скорость снаряда. Большой интерес вызывает модернизация военно-морского вооружения за счет использования рельсотронов с электрическим приводом, которые стреляют снарядами с помощью электромагнитного импульса. Это преодолевает указанные выше ограничения. В этих рельсотронах обеспечивается постоянное ускорение по всей длине устройства с помощью электромагнитного импульса. Это значительно увеличивает начальную скорость пули. Еще одно существенное преимущество рельсотрона - отсутствие необходимости в взрывчатом веществе. Результатом этого является то, что кораблю не нужно будет транспортировать топливо, и что наземная станция также не должна будет вести его инвентарный учет. Взрывоопасное топливо, хранящееся в больших количествах, подвержено взрыву. Хотя это можно смягчить с помощью мер безопасности, рельсотроны вообще избегают необходимости в таких мерах. Даже внутренние заряды снаряда могут быть устранены за счет и без того высокой скорости. Это означает, что снаряд становится исключительно кинетическим оружием.

Категории скорости

Армия США определяет разные категории начальной скорости пули для разных классов оружия:

Оружие Низкая скорость Высокая скорость Гиперскорость
Артиллерийские пушки Менее 396 м / с (1299 фут / с) Между 910 и 1070 м / с (3,000–3,500 футов / с) Более 1070 м / с (3500 футов / с)
Танковые пушки - Между 470 и 1020 м / с (1550–3,350 футов / с) Более 1020 м / с (3350 фут / с)
Небольшие руки - Между 1070 и 1520 м / с (3500–5000 футов / с) Более 1520 м / с (5000 футов / с)

Смотрите также

использованная литература

Последняя правка сделана 2023-03-19 07:30:00
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте