Испытания под давлением боеприпасов для стрелкового оружия - Small arms ammunition pressure testing

Испытания под давлением боеприпасов для стрелкового оружия используется для установления стандартов максимальных средних пиковых давлений в камерах, а также для определения безопасности конкретных нагрузок для целей разработки новых нагрузок. В металлических патронах пиковое давление может варьироваться в зависимости от используемого пороха, используемых капсюлей, веса заряда, типа снаряда, глубины посадки снаряда, натяжения шейки, параметров горловины / носа камеры. В случае дробовика основными факторами являются вес заряда, вес снаряда, тип пыжа, конструкция корпуса и качество обжима.

Современные гражданские методики испытаний

Две современные стандартизированные методики тестирования: Международная постоянная комиссия по борьбе с оружием в руках или C.I.P. методологии и Институт производителей спортивного оружия и боеприпасов или методологии SAAMI. Методология SAAMI широко используется в США, тогда как C.I.P. широко используется в основном в европейских C.I.P. Государства-члены. В то время как обе современные методологии используют пьезо датчики давления для получения показаний давления, различия в испытательной установке означают, что одни и те же значения давления часто дают очень разные показания в зависимости от используемого метода.

Потому что C.I.P. и максимальное давление SAAMI измеряются по-разному, важно знать, какая методология использовалась для измерения пикового давления. В то время как C.I.P. давление часто указывается в мегапаскали в Википедии и бары компании C.I.P. и SAAMI в psi, нет ничего необычного в том, что C.I.P. давление, преобразованное в фунты на кв. дюйм или наоборот.[1]

C.I.P. метод

C.I.P. использует просверленный корпус для прямого воздействия на датчик давления пороховых газов. Пьезоизмерительное устройство (преобразователь) размещается на расстоянии 25 миллиметров (0,98 дюйма) от торца казенной части, если длина гильзы позволяет это, включая ограничения. Если длина гильзы слишком мала, измерение давления будет происходить на определенном для дозаправки более коротком расстоянии от затвора в зависимости от размеров гильзы. Определенное расстояние для конкретного дозирования опубликовано в техническом паспорте TDCC.
В гильзе винтовочного патрона, такой как .308 Winchester, значение TDCC M = 25,00 означает, что датчик должен быть расположен на расстоянии 25 миллиметров (0,98 дюйма) от затвора.[2]
В относительно короткой пистолетной гильзе, такой как 9 × 19 мм Parabellum (9 мм Luger в номенклатуре C.I.P.), значение TDCC M = 12,50 означает, что датчик должен быть расположен на расстоянии 12,5 мм (0,49 дюйма) от затвора.[3]

Некоторые ошибочно пришли к выводу, что C.I.P. измеряет давление в горловине корпуса, чтобы учесть отклонения от давления SAAMI.[1]

Как преобразователь C.I.P. почти исключительно использует один тип Пьезоэлектрический датчик (названный «датчик канала») производства швейцарской компании Кистлер что требует просверливания гильзы перед стрельбой из пробного патрона в специально изготовленном испытательном стволе.[4][5][6] Датчик измерения баллистического давления 6215 Kistler имеет максимальное рабочее давление 600 МПа (87 023 фунта на квадратный дюйм) и установлен в углублении внутри гильзы картриджа (поверхность датчика высокого давления не соприкасается с гильзой картриджа) и требует, чтобы гильза тестового картриджа имела перед испытанием просверлили в нем отверстие. Тестовый картридж должен быть вставлен в камеру таким образом, чтобы отверстие в корпусе тестового картриджа совпадало с отверстием газового порта, через которое давление газа направляется от гильзы картриджа к поверхности датчика. Ожидается, что точность измерения давления датчиками высокого давления 21 века будет ≤ 2%.[7]

SAAMI метод

Протокол испытаний под давлением SAAMI использует конформный пьезоэлектрический кварцевый преобразователь для испытания под давлением пистолета и револьвера с центральным воспламенением, винтовки с центральным воспламенением и патронов с кольцевым воспламенением. Основным источником конформных преобразователей является американская компания. PCB Piezotronics. Протокол испытаний под давлением SAAMI использует испытательные цилиндры, в которых есть отверстие, расположенное в камере в месте, специфичном для картриджа. Конформный преобразователь SAAMI вставляется в отверстие, которое проникает в камеру испытательного ствола таким образом, что поверхность преобразователя, прецизионно обработанная для соответствия кривизне стенки камеры в месте установки на определенном расстоянии от торца казенной части, функционирует как часть стенка камеры. Когда патрон запускается, давление газа заставляет гильзу патрона расширяться, соприкасаясь со стенками камеры. Часть гильзы картриджа, контактирующая с лицевой стороной конформного преобразователя, оказывает давление на преобразователь, который, в свою очередь, генерирует слабый электронный импульс, который усиливается и дает показания в фунтах на квадратный дюйм (psi). Преимущество конформного преобразователя SAAMI состоит в том, что он не требует просверленной гильзы картриджа и соответствующих проблем вставки и выравнивания, необходимых для просверленной гильзы картриджа. Вместо этого требуется простое испытание под давлением образца гильзы из партии гильз, используемых в тестовых боеприпасах. Это испытание под давлением определяет давление газа, необходимое для того, чтобы корпус расширился и вступил в контакт с лицевой стороной конформного преобразователя при выстреле. Это измерение называется «смещением» и учитывает «потерю» этого давления газа до того, как гильза картриджа войдет в контакт с датчиком и создаст импульс. Смещение добавляется к показанию давления, чтобы получить значение пикового давления. Другими преимуществами конформного преобразователя SAAMI являются: высокая степень адаптации к большим объемам контрольных испытаний качества при производстве коммерческих и правоохранительных боеприпасов; защита преобразователя от прямого воздействия высокотемпературных дымовых газов и, как следствие, сравнительно долгий срок службы; Максимальное рабочее давление 80 000 фунтов на кв. Дюйм (551,6 МПа). В картриджах с одинаковым диаметром стенки камеры в точке крепления преобразователя, которые работают в определенных пределах давления в камере, можно использовать один и тот же преобразователь, что сокращает затраты на оборудование.

Метод боеприпасов дробовиком

За выстрел боеприпасы, технические вариации решить проще, так как только один тип Пьезоэлектрический датчик (так называемый «тангенциальный датчик») можно приобрести у компаний PCB Piezotronics и Kistler International для использования без сверления без отклонений в соответствии с рекомендациями SAAMI и C.I.P. постановления.[8]

Датчик внешнего напряжения

В недорогом методе сбора данных о давлении используется резистивный датчик напряжения, прикрепленный к внешней стороне камеры. Эти системы обычно калибруются для имитации результатов существующей стандартизированной системы, такой как система SAAMI, так что результаты будут напрямую сопоставимы. Поскольку для этой системы не требуется специализированный испытательный ствол, а требуется только огнестрельное оружие с доступной внешней стенкой патронника, ее стоимость намного ниже.

Методики военных испытаний

НАТО EPVAT

НАТО определяет 5,56 мм, 7,62 мм, 9 мм и 12,7 мм с помощью НАТО EPVAT методы испытаний, которые включают испытания под давлением. В отличие от гражданских методов испытаний, процедуры испытаний НАТО EPVAT для «дросселирования винтовки НАТО» требуют, чтобы датчик давления или преобразователь был установлен перед горловиной корпуса. Преимущество этого монтажного положения состоит в том, что нет необходимости сверлить гильзу для установки преобразователя. Просверливание перед стрельбой - всегда трудоемкий процесс (быстрый контроль качества и обратная связь с производством важны в процессе производства боеприпасов). Недостаток этого крепления в том, что давление поднимается намного быстрее, чем в просверленной гильзе. Это вызывает высокочастотные колебания датчика давления (около 200 кГц для датчика Kistler 6215), и для этого требуется электронная фильтрация с недостатком, что фильтрация также влияет на более низкие гармоники, где обнаруживается пик, вызывая небольшую ошибку в измерении. Эта небольшая ошибка не всегда хорошо устраняется, и это вызывает много споров о порядке фильтрации, частоте среза и ее типе (Бессель или же Баттерворт ).[9]Для 9 мм НАТО EPVAT указывает, что для 9 × 19 мм Parabellum (9 мм Luger в номенклатуре CIP и 9 мм NATO в номенклатуре НАТО) датчик должен быть расположен в среднем положении корпуса (9,5 мм (0,37 дюйма)) от торца казенной части, а не CIP находится в 12,5 миллиметрах (0,49 дюйма) от казенной части. Для испытаний боеприпасов к военному огнестрельному оружию в рамках EPVAT НАТО используются испытательные стволы EPVAT с канальными датчиками Kistler 6215.[10]

Военный SCATP США

В Вооруженные силы США тем не менее, определяет процедуры испытаний для калибра 5,56 мм NATO в SCATP-5.56, 7,62 мм NATO в SCATP-7.62 и .45 ACP в SCATP-45.[11] Эти процедуры основаны на методологии тестирования SAAMI.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «Стандарты давления картриджа». Получено 14 июн 2013.
  2. ^ .308 Wincheste C.I.P. Таблица данных TDCC
  3. ^ 9 × 19 мм Parabellum / 9 мм Luger C.I.P. Таблица данных TDCC
  4. ^ C.I.P. Anexxe III Proof стволы Нарезное оружие
  5. ^ Датчики Kistler для измерения давления, переднего хода и ускорения
  6. ^ «Датчик баллистического измерения давления Kistler 6215». Архивировано из оригинал на 2013-06-18. Получено 2013-06-17.
  7. ^ Определение параметров баллистических датчиков высокого давления В архиве 2013-02-20 в Wayback Machine
  8. ^ C.I.P. Anexxe III Proof barrels Дробовые патроны
  9. ^ Технический отчет ARCCD-TR-95005 5.56 MM M856 TRACER MINI ROUND ROUND ROBIN STUDY, ARDEC / CCAC, октябрь 1995 г., Ласселлес А. Геддес
  10. ^ Кварцевый датчик высокого давления типа 6215 для баллистического измерения давления до 6000 бар
  11. ^ Американская армия MIL-C-9963F

внешняя ссылка