Начальная скорость - Muzzle velocity

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

Начальная скорость это скорость снаряд (пуля, гранула, слизняк, мяч /выстрелы или же ракушка ) относительно[1] морда в момент выхода из конца пистолет с бочка (т.е. морда ).[2] Огнестрельное оружие начальная скорость пули варьируется от примерно 120 м / с (390 фут / с) до 370 м / с (1200 фут / с) в мушкеты с черным порохом,[3] до более чем 1200 м / с (3900 футов / с)[4] в современных винтовках с высокоскоростными патронами, такими как .220 Swift и .204 Ругер, вплоть до 1700 м / с (5600 футов / с)[5] за бак пушки стреляют пенетратор кинетической энергии боеприпасы. Для моделирования столкновения космического мусора с орбиты. НАСА запускает снаряды через легкие газовые пушки на скорости до 8 500 м / с (28 000 футов / с).[6]

Скорость снаряда

Для снарядов в полет без двигателя, его скорость максимальна при выходе из дула и постоянно падает из-за сопротивление воздуха. Снаряды летят меньше скорость звука (около 340 м / с (1100 фут / с) в сухом воздухе при уровень моря ) находятся дозвуковой, а те, кто едет быстрее, сверхзвуковой и таким образом может пройти значительное расстояние и даже поразить цель до того, как ближайший наблюдатель услышит «грохот» выстрела. Скорость снаряда в воздухе зависит от ряда факторов, таких как барометрическое давление, влажность, температура воздуха и скорость ветра. Некоторые высокоскоростные небольшие руки иметь дульную скорость выше, чем скорости убегания некоторых Солнечная система тела Такие как Плутон и Церера, что означает, что пуля, выпущенная из такого оружия 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.

Хотя традиционные картриджи обычно не могут Лунный космическая скорость (приблизительно 2300 м / с (7500 футов / с)) или выше из-за современных ограничений действие и пропеллент, 1 грамм (15.4324 зерна ) снаряд разгонялся до скорости более 9000 м / с (30 000 футов / с) на Сандийские национальные лаборатории в 1994 г. Ружье эксплуатировалось в два этапа. Во-первых, горящий порох использовался для приведения в действие поршня для повышения давления водорода до 10000. банкомат. Затем сжатый газ поступал во вторичный поршень, который двигался 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 заряд, газовый действие, передающее энергию, а не система, использующая капсюль, порох и часть выпущенного газа. А .22 LR Патрон примерно в три раза превышает массу рассматриваемого снаряда. 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. В параллельном сравнении с .50 BMG (43 г), титановый круглый (15,4324 г) (1 г) любого калибра высвободил почти в 28 раз больше энергии, чем у .50 BMG, при средней потере импульса всего 27%. В большинстве случаев для цели смертельна энергия, а не импульс.[7]

Обычные ружья

В обычных орудиях начальная скорость определяется количеством выстрелов. пропеллент, его качество (с точки зрения химического скорость записи и расширение), масса снаряда и длина ствола. Для медленнее горящего пороха требуется более длинный ствол, чтобы закончить горение перед отлетом, но, наоборот, можно использовать более тяжелый снаряд. Это математический компромисс.[8] Более быстрое горение пороха может ускорить более легкий снаряд до более высоких скоростей, если используется такое же количество пороха. Внутри пистолета газовое давление образующийся в результате процесса горения является ограничивающим фактором скорости снаряда. Следовательно, качество и количество пороха, масса снаряда и длина ствола должны быть сбалансированы для обеспечения безопасности и оптимизировать спектакль.

Более длинные стволы дают метательной силе больше времени, чтобы работать над вылетом пули.[8] 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

Нарезные стволы имеют вырезанные внутри спирали, которые вращают пулю так, чтобы она оставалась стабильной в полете, так же, как американские 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. Таким образом, 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 более длинные стволы производят «более плотную» группировку с пули приземляются ближе друг к другу в цель.

Пуля, проходя через ствол, толкается вперед газом, расширяющимся за ней. Этот газ был создан, когда спусковой крючок был вытянут, в результате чего ударник нанести удар грунтовка, что, в свою очередь, воспламенило твердое топливо, находящееся внутри пуля патрон, заставляя его гореть, находясь в камера. Как только она покидает ствол, сила расширяющегося газа перестает толкать пулю вперед.[9] 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 для ускорения, 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).

Большой морские пушки будет иметь высокое отношение длины к диаметру от 38: 1 до 50: 1. Это соотношение длины максимизирует скорость снаряда. Большой интерес вызывает модернизация военно-морского вооружения за счет использования электрических двигателей. рельсотрон, 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.[10] 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.[11] Хотя это можно уменьшить с помощью мер предосторожности,[11] Рейлганы вообще избегают необходимости в таких мерах. Даже внутренние заряды снаряда могут быть устранены из-за и без того высокой скорости. Это означает, что снаряд становится строго кинетический оружие.

Категории скорости

В Армия США определяет разные категории дульной скорости для разных классов оружия:[12]

ОружиеНизкая скоростьВысокая скоростьГиперскорость
Артиллерия пушкиМенее 762 м / с (2500 фут / с)От 914 м / с (3000 футов / с) до 1067 м / с (3500 футов / с)Более 1067 м / с (3500 фут / с)
Танковые пушки-От 472 м / с (1550 футов / с) до 1021 м / с (3350 футов / с)Более 1021 м / с (3350 фут / с)
Небольшие руки-От 1067 м / с (3500 футов / с) до 1524 м / с (5000 футов / с)Более 1524 м / с (5000 фут / с)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ https://www.thefreedictionary.com/muzzle+velocity Начальная скорость. (нет данных) Словарь военных и смежных терминов. (2005). Получено 15 февраля 2020 г. с сайта https://www.thefreedictionary.com/muzzle+velocity.
  2. ^ "Начальная скорость". Архивировано из оригинал 15 мая 2010 г.. Получено 9 июн 2011.
  3. ^ «Меткость мушкетов с черным порохом» (PDF). Получено 9 июн 2011.
  4. ^ «Скорость пули». Получено 10 декабря 2013.
  5. ^ "120-мм танковая пушка КЕ боеприпасы". Архивировано из оригинал 6 января 2010 г.. Получено 9 июн 2011.
  6. ^ «Удаленная лаборатория гиперскоростных испытаний». Архивировано из оригинал 30 июля 2014 г.. Получено 29 июля 2014.
  7. ^ Браун, Малькольм. "Самый быстрый пистолет на Земле: цели выходят за пределы планеты". www.nytimes.com. Нью-Йорк Таймс. Получено 23 марта 2018.
  8. ^ а б "Ствол винтовки". Получено 9 июн 2011.
  9. ^ Мизоками, Кайл (7 марта 2018 г.). «Как работает оружие». Получено 28 апреля 2019.
  10. ^ "Железнодорожная забастовка". Экономист. 9 мая 2015. В архиве из оригинала 17 мая 2015 г.. Получено 28 апреля 2019.
  11. ^ а б Правительство Западной Австралии (январь 2018 г.). «Хранение взрывчатых веществ» (PDF). Департамент горнодобывающей промышленности, регулирования промышленности и безопасности. Получено 28 апреля 2019.
  12. ^ «Словарь терминов армии США» (PDF).