A lövés jelenségének fizikai alapja
A lövés jelenségének fizikai alapja
Bizonyos közelítéssel a por gázok viselkedését leírhatjuk a Clapeyron Mendeleev-egyenletével. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy kvalitatív módon elemezzük a lövés jelenségét, és ábrázoljuk a v golyó sebességének p gáznyomását az l úttól. amely a hordócsatornán halad át (lásd az ábrát).
Vegyük fontolóra, hogyan történik a felvételkészítés folyamata. Időtartamát feltételesen fel lehet osztani ilyen egymást követő időszakokra: előzetesen a portöltet égésétől kezdve a golyó héjának a puska hornyaiba történő teljes beillesztéséig; az első a lövedék kezdetétől a csomagtér mentén a portöltet teljes égéséig; a második a töltés teljes töltésének pillanatától kezdve a törzsektől való távozás pillanatáig; a harmadik a golyó elindításának pillanatától a sebesség növekedésének megszüntetéséig.
Vizsgáljuk meg, hogy a porgáz nyomása milyen mértékben változik a lövésnél (I görbe az 1. ábrán).
Előzetes időszak. A töltés égése során porgáz keletkezik. Nyomása a következő képlet segítségével fejezhető ki:
ahol T, V és m a hajtóanyag-gáz hőmérséklete, térfogata és tömege, M az annak móltömege, R az univerzális gáz konstans. Mivel a gáz mennyisége nem változik, és a hőmérséklet és a tömeg erőteljesen emelkedik, a gáznyomás a törvény szerint növekszik:
ahol C állandó. A hajtógázok nyomása addig növekszik, amíg a golyó meg nem mozdul.
Az első időszak. Feltételesen három félidőre osztható. Nézzük őket egyenként.
- A por gáz m tömege gyorsabban növekszik, mint az üres tér V térfogata (a térfogat a golyó alja és a patronház alja között van). Tekintettel erre
(S a hordó furatának keresztmetszete, l a golyó pályája a hordó furatában), a gáznyomás változása az első alszakaszban grafikusan ábrázolható az I. görbe 1-2. Szakaszának formájában.
- A növekedés mértéke a tömeg a hajtógázt válik közel a sebessége a golyók mozgás, vagy, ami ugyanaz, a változás mértéke a mennyiség V. Ezután képletű (1) formájában
ahol C1 állandó. Grafikailag a nyomásváltozás ebben az alperiódusban az I. görbe 3-4.
- A golyó sebességének gyors növekedése miatt az üres tér V térfogata sokkal gyorsabban növekszik, mint a porgáz beáramlásának tömege, és a tömegváltozás elhanyagolható. Ezután az (1) képlet a következő alakú:
ahol C2 állandó. A gáznyomás változása ebben az alperiódusban az I. görbe 5-6. Szakasza szerint ábrázolható.
Az alperiódák közötti köztes folyamatok megközelítőleg megközelíthetők az I. görbe megfelelő 2-3. És 4-5. Szakaszával.
A második időszak. Mivel a teljes portöltet már égett, a gáz tömege nem változik. Ezután az (1) képlet a formát veszi fel
ahol a C3 állandó. A nyomásváltozást az I. görbe 6-7. Szakasza képviseli.
A harmadik időszak. A gáz egy része kiszabadul a hordó furatától a golyó után, amikor találkozik a levegővel, lángot és ütéshullámot képez. Következésképpen a gáz m tömege csökken. Mivel ez növeli a gáz térfogatát, akkor az (1) képlet szerint a gáznyomás élesen csökken (az I. görbe 7-8. Szakasza). Ez a csökkenés mindaddig fennáll, amíg a gumi alján lévő porgáz nyomását a levegő ellenállása kiegyensúlyozza.
Menetrend változás sebessége a golyó a csőben (II görbe látható.) Lehet kialakítani, feltételezve, hogy az erő, amely a lövedék által hajtógáz sokkal nagyobb, mint az ellenállási erő, súrlódási erő, és így tovább. D.
Az előzetes időszakban a golyó sebessége nem változik. A fennmaradó időszakokban a golyó gyorsulása arányos a nyomással. Valójában az erő a golyóra hat:
ahol p a porgáz nyomása, S a csőtengely keresztmetszete. Ezért, ha a golyó tömege m. majd gyorsulását
Mivel a hordócsatornában a gáznyomás minden időszakban jóval nagyobb, mint a légköri nyomás, a golyó gyorsulása nullánál nagyobb lesz, vagyis gyorsulni fog.
Az első alidőszakban a gyorsulás nő, ezért a golyó sebessége élesen megnő. Grafikailag ez a sebességváltozás a II. Görbe 1-2. Szakaszának formájában jelenhet meg. A második alidőszakban a gyorsulás szinte változatlan marad, így a golyómozgás közel lesz az egyenlően felgyorsult (a II. Görbe 3-4. Szakasza). A harmadik alidőszakban a golyó gyorsulása csökken, de pozitív marad, ezért a golyó sebességnövekedése csökken (a II. Görbe 5-6. A második és a harmadik periódusban a gyorsulás további csökkenése következik be, ami megfelel a sebességnövekedés csökkenésének (II. Görbe 7-8. Szakasza).
Meg lehet vizsgálni a golyó kezdeti sebességét a védelmi törvények alkalmazásával. A golyó kezdeti sebessége a sebesség, amellyel elhagyja a hordócsatornát. Az energia megőrzésének törvénye a lövés jelenségére a következőképpen írható:
Itt E1 energia égése során felszabaduló puskapor, E2 mozgási energiája egy golyó az indulás a hordó, a kinetikus energia E3 kézifegyverek, E4 energiát szállító dobott por gázok, ami megy a hő a hordó, és így tovább. D.
(q lőpor elégetése, m1 tömege);