Lövés [1] [2] [3] - olyan jelenség , amely akkor fordul elő , amikor például lőfegyverekből és más fegyverekből lőnek .
A " nyíl " szóból származik . A lőfegyverekből és más fegyverekből származó lövés fizikai és kémiai jelenségek összetett összessége. A lövés során lezajló folyamatok és a nagyszámú külső tényező rájuk gyakorolt hatásának ismerete segíti a lövészeket , tankereket , lövészeket stb. a pontos lövésbeállítások kiszámításához szükséges adatok számításánál, és ennek eredményeként hozzájárul a sikeres befejezéshez. harci küldetéseikről .
A lövés eseménye feltételesen két szakaszra osztható: egy golyó mozgására , egy lövedékre a puska és a tüzérségi fegyver furatában , valamint egy olyan jelenség komplexumára, amely azután következik be, hogy a lövedék elhagyja a csövet. Az alábbiakban az egyes szakaszok részletesebb leírása található.
A pisztoly zárófedelének reteszelése után a hajtóanyagtöltet felrobbant , leggyakrabban a primer mechanikai behatása révén . Az alapozó a hajtóanyag töltet anyagának ( puskapor , piroxilin , ballisztit ) önoxidációjának kémiai reakcióját indítja el . Ezek az anyagok robbanásveszélyesek , de bennük a kémiai autooxidációs reakció gyors égés, nem pedig detonáció , mint a dinamitban , trinitrotoluolban vagy RDX -ben . Erre azért van szükség, hogy megakadályozzuk a túl gyors gázképződést a pisztolycső belsejében, ami a csavaron keresztüli gázáttöréshez vagy akár a pisztoly repedéséhez is vezethet. Ha egy hajtóanyag töltet ég, a benne tárolt kémiai energia a porgázmolekulák kaotikus mozgásának belső energiájává alakul . A Q fajlagos energialeadás értéke a hajtógáztöltet anyagtípusától függ, 5-10 MJ/kg tartományba esik. Ezt követően a porgázok hőenergiájának egy része a lövedék mechanikai kinetikai energiájává alakul .
A körülbelül 3000 Celsius fokos hajtóanyagtöltet égésekor keletkező porgázok nyomást gyakorolnak a lövedék fenekére, ami gyorsulást ad. Ez a gyorsulás időben nem állandó, a lövedék fenekére ható gáznyomás erejének és a fegyver furatának falaihoz ható súrlódási erő változása miatt változik. A puskás fegyverekben ez utóbbi lényegesen nagyobb, mint a sima csövű fegyverekben. A lövedék puskába vágása azonban lehetővé teszi, hogy a hosszirányú szimmetriatengely körül forogjon, és stabilizálja repülését a fegyver elhagyása után. Mivel a lövedék nagyon rövid időn belül elhagyja a csövet, a porgázok tágulásának folyamatában, indulása előtt nincs ideje jelentős hőcsere bekövetkezésére a környezettel; az első közelítésben szereplő folyamat adiabatikusnak tekinthető . A tüzelés során a furat jelentős felmelegedése a lövedék és a furat falai közötti nagy súrlódási erőknek köszönhető, különösen a puskás fegyvereknél. A lövedék fegyverben való mozgását a belső ballisztika részletesen tanulmányozza .
Amíg a lövedékfenék keresztezi az ágyú torkolatát, addig a lövedékcső-por gázrendszer zárt, vagyis az impulzus , az energia és a szögimpulzus megmaradásának törvényei érvényesek . A torkolati sebesség kiszámításához azonban csak az első két megmaradási törvénynek van gyakorlati jelentősége . Sima csövű fegyverekben a forgó mozgások teljesen hiányoznak. A puskás ágyúkban a lövedék tengelyirányú forgómozgásához felhasznált energia részaránya általában jóval kisebb, mint a felgyorsítására használt részarány. Mindkét megőrzési törvény lehetővé teszi a visszarúgási energia és a szerszám, mint hőmotor hatásfokának becslését.
Tekintsük a rendszer két állapotát - a hajtóanyag töltet teljes égésének "0" pillanatában , de amikor a lövedék még mozdulatlan, és abban a pillanatban, amikor a lövedék elhagyja a fegyvert. Ennek során két feltételezést vezetünk be. Az első a hajtóanyag töltet teljes elégése, mielőtt a lövedék mozogni kezd. Valójában az égés akkor is megtörténik, amikor a lövedék már elkezdett mozogni. A pontos számítás azonban ebben az esetben nagyon nehéz, mivel ez egy önkonzisztens probléma. A fent leírt feltevés meglehetősen alkalmas gyakorlati problémák megoldására. A második feltevés a hőveszteségek hiánya, amelyek megsértik az energia- és impulzusmegmaradás tisztán mechanikai törvényeit. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a löveg visszarúgási energiáját és hatékonyságát felülről becsüljük.
Jelenleg "0" egy m sn tömegű lövedék, egy M tömegű löveg visszalökő részei és m pg tömegű porgázok nem rendelkeznek mechanikai sebességgel a Földhöz tartozó tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerben. Tehát minden lendület nulla.
Az "1" pillanatban a lövedék v sebességet , a visszalökő részek (visszalökő eszközök hiányában) V sebességet kaptak . Ennek megfelelően a p SN lövedék lendületének vetülete a löveg furata mentén irányított tengelyre egyenlő m SN v -vel , és a visszarúgás részek lendületének vetülete P = - MV . A tüzérségben elfogadott modell szerint a porgázok rendezett mozgása sebességének eloszlására a fegyvercső mentén ez a sebesség a csavarnál nullával egyenlő, és a csőtorkolatnál lineárisan növekszik v -ig. A porgázok összimpulzusának kiszámítása a pisztoly furata mentén integrálva p pg = 0,5m pg v értéket ad . A lendület megmaradásának törvényét alkalmazva azt kapjuk, hogy
m sn v + 0,5 m pg v = MV
Ebből az egyenletből kiszámítható a lövedék kilökődésétől számítva a visszarúgási részek sebessége és a visszarúgás kinetikai energia értéke E = 0,5MV² , amelyre a löveg kilökőeszközeinek tervezésénél és a hordó lehetséges felszerelése torkolati fékkel . Ezekre az eszközökre azért van szükség, hogy csökkentsék a kocsi rázkódását a visszarúgás során. Hasonlóképpen, a lövedék hasznos kinetikus energiájának kiszámításával e \ u003d 0,5m sn v² , megkaphatja a fegyver hatékonyságát, ha e -t elosztjuk m pg Q -val (mivel a porgázok tömege megegyezik a hajtóanyag töltet tömegével ).
Példaként vegyük a 121,92 mm -es A-19 törzsű fegyvert . 1931/37 g, a következő jellemzőkkel és lőszerekkel:
A lövedék és a porgázok impulzusának kiszámítása után a fenti képletekkel kapjuk:
Ez alapján V = P / M = 8,96 m/s és E = 96 kJ . Ha Q felső határát 10 MJ/kg-nak vesszük, és e = 8 MJ-t kapunk, az A-19 fegyver hatékonyságát hozzávetőlegesen 8 / (10 * 3,8) = 0,21-re becsülhetjük.
A teljes visszarúgási energia kiszámításához azonban nem elegendő a P ismerete , mivel maga a visszarúgási folyamat a lövedék felszállása után is folytatódik. Tekintsük tehát a lövés jelenségének második fázisát - a lövedék távozása utáni utóhatást.
A lövedék felszállása után az erősen felhevített porgázok szuperkritikusan áramlani kezdenek a fegyver torkolatán. Ez magyarázza a lövést követő vöröses villanást (ami körülbelül 3000 Celsius fokos gázhőmérsékletnek felel meg) és az akusztikus lökéshullámot . Ezenkívül a környező térben szétszóródó porgázok képesek mechanikai munkát végezni , hogy a közeli tárgyakat mozgásba hozza. Ezért egy lövést követően a terepi fegyvert gyakran a föld felszínéről felemelt, átlátszatlan porfelhő borítja, még akkor is, ha füstmentes porral sütötték ki. A hordó furatából kiáramló gázok Newton harmadik törvénye szerint magára a hordóra egyenlő és ellentétes irányú erővel hatnak. A sugárhajtás elvét alkalmazzák , amely fokozza a lövedék indulásából származó tisztán mechanikus visszarúgást. A teljes visszarúgási energia pontos kiszámítása bonyolult eljárás, de a tüzérségi tudományban van egy hüvelykujjszabály, hogy a lövedék torkolatenergiájának 3%-a megy el mechanikus visszarúgási energiává. Vagyis az A-19 esetében a teljes mechanikai visszarúgási energia 0,03 * 8 MJ = 240 kJ. Ez egy 1 tonnás teher potenciális energiájának felel meg , amelyet a talajszint felett 24 méterrel emelnek meg, nulla energia referenciapontként. Normál körülmények között ez elegendő lenne a fegyverkocsi összetöréséhez vagy széttöréséhez . Ennek a fegyvernek (nincs torkolatféke) azonban a visszalövés eszközei sikeresen csillapítják ezt a visszarúgási energiát, és a következő lövés előtt a fegyver visszarúgási részét eredeti helyzetébe állítják.
A lövés alatti teljes energiaeloszlás a fegyver típusától, a hajtóanyag töltetétől és a lövedéktől függően változik, de általában a kép így néz ki: