Предел модернизации пневматического оружия.

 
1 2 3
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
Есть пневматические винтовки, стреляющие шариками 4.5 мм. Они заряжаются баллончиками с 12гр. CO2.
Есть аксессуары для подключения к винтовкам баллонов от пейнтбола с воздухом/азотом под давлением 2000 CPI.
В связи с этим возник вопрос, как посчитать максимально возможную скорость шарика из такой винтовки, исходя из того, что давление в стволе не может быть выше давления в баллоне?
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Сильно надо?
И в каком виде?
Если в общем, то это означает решить основную задачу внутренней баллистики для такого типа пневмовинтовки.

А то ведь дня три буду трахаться с непривычки... 12 лет назад щелкнул бы за полдня.
Даже забыл, куда внутренную баллистику сунул :eek: Для другого типа, с пружиной, мой друг решил ее несколько лет назад и даже публиковал в каком-то журнале.

Но твоя задача не частный случай его - ведь клапан на определенное время открывается?
 

hcube

старожил
★☆

Вот хорошая мысль - подключить к ней вместо баллончика с воздухом балончик, скажем, с гелием. Или с водородом. Дульная скорость сразу резко вырастет.
Убей в себе зомби!  
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Ага. Только следует учесть, что вязкость газов существенно разная и расход через запорную арматуру будет излишне большой.
 

U235

старожил
★★★☆
А какова теоретически предельная скорость пули при выстреле из пневматики? Есть у меня подозрение, что предельная скорость пули равна скорости звука в рабочем газе. Так ли это?
Демократия – в аду, на небе Царство  
+
-
edit
 
IMHO, ПРЕДЕЛЬНАЯ модернизация пневматики, это оснащение ее более компактным и гораздо более мощным источником давления газа , а именно пороховым зарядом. Все, что до этого - полумеры и нездоровые компромисы. Нет? :rolleyes: Ник
P.S. особо интресует мнение Varban-а :lol:
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
U235> Есть у меня подозрение, что предельная скорость пули равна скорости звука в рабочем газе. Так ли это?

Конечно, а как иначе?
Это вообще-то Основной Вопрос Внутренней Баллистики (с) группы 725 ЛТИ им Ленсовета.

Этот вопрос задается дэвушке, в конец заваливавшей экзамен по внутренней баллистике ствольных систем.
И то, если дэвушка симпатичная, а преподаватель гуманный.
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
varban>Сильно надо?
varban>И в каком виде?

Просто для общего развития.

varban>Если в общем, то это означает решить основную задачу внутренней баллистики для такого типа пневмовинтовки.

varban>А то ведь дня три буду трахаться с непривычки... 12 лет назад щелкнул бы за полдня.

Не надо. Лучше подскажи методику.
Я додумался только до того, что зная давление и площадь пули можно найти силу, зная массу пули - ускорение, зная длину ствола - скорость. Но, думаю, это не то. Не учил я балистику. Совсем.

varban>Даже забыл, куда внутренную баллистику сунул :eek: varban>Для другого типа, с пружиной, мой друг решил ее несколько лет назад и даже публиковал в каком-то журнале.

varban>Но твоя задача не частный случай его - ведь клапан на определенное время открывается?.

Да. Но для максимальной скорости можно считать, что на все время пока пуля в стволе и пропускная способность клапана намного выше чем ствола.
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
U235>А какова теоретически предельная скорость пули при выстреле из пневматики? Есть у меня подозрение, что предельная скорость пули равна скорости звука в рабочем газе. Так ли это?

Думаю так. Только какова скорость звука в воздухе при давлении 2000 PCI и при той температуре воздуха которая будет в стволе?
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Скорость от давления не зависит, а только от температуры.
Температура невысокая, так что считай 300 m/s.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
varban>>Сильно надо?
varban>>И в каком виде?

Maggot>Просто для общего развития.

Принципы решения можно изложить... даже наверное стоит изложить в более общем виде - в виде основ пиродинамики.
Кстати, тот мой друг, что решал задачу для пружинного пневморужья, использует интересный подход - он решает основную задачу для безоткатного орудия.
Нет сопла - и это уже ствольная система.
Нет снаряда - ракетный двигатель.
Хитрый он :)

Maggot>Я додумался только до того, что зная давление и площадь пули можно найти силу,

Так, и не иначе.

> зная массу пули - ускорение,

А тут надо учесть второстепенные работы.
Силу трения, деформация пули при врезания в нарезах, работу на раскручивание пули, работу на перемещение газов в стволе, реакция системы (типа отката).

И если некоторые (работу на закручивание) поддаются расчету, то трение не считается "и за большие деньги" (с) Бабаев, мой препод по матану.

А трение может составлять и 10, и 20 % от усилия.
Чем меньше калибр и давление, тем больше.
Так что с достаточной точностью для практики эту задачу не решить.

Кстати, в подобный случай целесообразен смешанный подход - сначала составляется модель, потом измеряют скорость пули в разных условиях (разная масса пули и давление, разные времена срабатывания клапана, то-се), а потом расчитывают корреляционные коэффициенты.

varban>>Но твоя задача не частный случай его - ведь клапан на определенное время открывается?.

Maggot>Да. Но для максимальной скорости можно считать, что на все время пока пуля в стволе и пропускная способность клапана намного выше чем ствола.

Неинтересно :)
И бесполезно практически :confused:
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
varban>Скорость от давления не зависит, а только от температуры.
Странно. А от плотности?
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
varban>Температура невысокая, так что считай 300 m/s.
Есть пневматические винтовки со скоростью пули 350 m/.
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
На сжатом воздухе.
 

U235

старожил
★★★☆
Maggot>Не надо. Лучше подскажи методику.
Maggot>Я додумался только до того, что зная давление и площадь пули можно найти силу, зная массу пули - ускорение, зная длину ствола - скорость. Но, думаю, это не то. Не учил я балистику. Совсем.

А может проще решить все по закону сохранения энергии? Начальный объем и давление сжатого газа известны. Следовательно, известна и начальная потенциальная энергия системы. Конечный объем - это начальный плюс объем ствола. Расширение у нас достаточно бытрое, поэтому считаем его адиабатическим и на тепловые потоки при расширении газа забиваем. Остаются потери на трение. Их считаем по классической формуле Fтр*L . Fтр можно считать постоянной и, по-моему, ее нетрудно высчитать или измерить напрямую. Оставшаяся разница в энергиях - кинетическая энергия пули. В общем, при таком подходе задачка под силу любому школьнику.
Демократия – в аду, на небе Царство  
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Maggot>На сжатом воздухе.

Гм...
Я вот что удумал - а не имеет ли место газодинамическое ускорение воздуха во время перепуска в канал?
Есть там сопло?
Если есть, то возможно воздух разогнать до сверхзвуковых скоростях. Ну и пульку тоже.

Это вариант газодинамической пушки, которую изредка пробовали применять для достижения экстравыских скоростях (выше 2000 m/s).

Ну, или все-таки воздух заметно нагревают... хотя я занизил именно в расчет на охлаждения - адиабатическое расширение же...

Я никогда не разбирал такую высокоскоростную винтовку, и даже щас узнал о том, что они есть.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
U235>А может проще решить все по закону сохранения энергии?

А ты думаешь, как Задача решается?
Только удобнее работу считать.

Строже энергия, конечно, но так принято :)
Вообще, баллистика весьма традиционная область - до сих пор в дециметрах считают :D

> В общем, при таком (упрощенном, замечание мое;)) подходе задачка под силу любому школьнику.

Но и годиться такая задачка лишь в педагогических целях.
Легко ошибиться на 30%.
 

hcube

старожил
★☆

Скорость от давления не зависит, а только от температуры.
Температура невысокая, так что считай 300 m/s.

А если все-таки в гелии? Масса у него в 8 раз меньше, чем у воздуха, и в 12 - чем у CO2. То есть скорость молекул (и звука ;-) больше от 3 до 4 раз. Будет ли в 3-4 раза большая скорость пульки?
Убей в себе зомби!  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Прошу прощения, Варбан - "вконец" пишется вместе, или несколько иной смысл имелся в виду?..

:)
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Нет, слитно имел ввиду.
Хотя и так тоже :D
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
А не на азоте?
У него выше скорость звука за счет меньшей мол. массы.

А у CO2 - ниже.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Теоретически ничего не мешает, однако на практике есть значительные затруднения. Первое затруднение - в источнике энергии.
Ведь почему не сходят со сцены пороховые орудия?
Потому что порох превращается в рабочее тело, нагретым запасеной внутренней энергией.
Нет передача энергии от одного тело к другому, а почти прямое преобрзование. Пока орудие - весьма и весьма эффективная, а главное - мощная тепловая машина. Посчитайте мощность хотя бы АК, исходя из время выстрела 0.005 секунд, масса пули 7 грамм и скорости 700 m/s. За 300 киловатт, однако!
Впечатлились? То-то... :)
 
BG Реконструктор #08.07.2002 15:12
+
-
edit
 
varban> 300 киловатт



Этого быть не может. Не ошибся ли ты? Ведь этой мощьности хватило бы на питание 3000 эл. лампочек. :)
 
+
-
edit
 

Maggot

втянувшийся
Если время выстрела 0.005 сек то скорострельность 12000 выстрелов в минуту. Не сходится.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Да не ошибся я, хотя в уме прикинул.
Но так и быть, посчитаю куркулятором:

Энергия пули равна работы на ускорение - (.007 * 700**2)/2 = 1715 Джоуля.
Мощность - 1715 / .005 = 343000 Ватт, что больше 300 kW, которых я прикинул :) Я так и написал - больше 300 :)


Maggot, не путай время выстрела и время цикла. Цикл у АК - 0.09...0.07 секунд в зависимости от модификации, и время выстрела в этом цикле - чуть ли не самый короткий период.

Но даже если считать среднюю, а не мощность в импульсе... на самом деле импульсная мощность - порядка мегаватта, 340 киловатт - это средняя для выстрела, то получим киловатт 15...20 - не так мало.

Но фишка в том, что подвести нам надо не среднюю, а ПИКОВУЮ мощность! Иначе как ускорять пулю до 700 m/s на пути всего в 369 mm?
 
1 2 3

в начало страницы | новое
 
1914: Покушение Гаврилы Принципа на австрийского престолонаследника Франца Фердинанда в Сараево и его жену, послужившее поводом к началу Первой мировой войны. (102 года).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru