Поток на газ в цевта при изстрелване (в пиродинамичния период)
3.1. Поток на газ в цевта при изстрелване (в пиродинамичния период)
В съществуващи проби от огнестрелни оръжия снаряд или куршум набира скорост под действието на прахообразни газове, образувани в резултат на експлозивното разлагане на прахов заряд.
В огнестрелното оръжие има три основни елемента: цев, заряд, куршум.
Огнестрелното оръжие е термодинамична машина, при която енергията на праховия заряд се трансформира почти мигновено, първо в топлина, а след това в кинетична енергия на движението на цялата система: снаряд-заряд-цев. Енергията, освободена от праха, се преобразува главно в кинетична енергия на движението на снаряда или куршума.
Явленията, случващи се в канала на огнестрелно оръжие при изстрел, се характеризират с:
- високо налягане, развито от прахови газове (150-300 MPa), в някои случаи - и по-високо;
- значителна температура на праховите газове от порядъка на 2000–3000 ° С;
- кратки интервали от време на процеса (0,01–0,001 s). [83, 84].
Феноменът на изстрела по правило протича по следния начин.
Действието на някакъв механичен или електрически импулс причинява експлозивно разлагане на запалител - специален заряд, предназначен за запалване на прахов заряд.
Нажежаемите газове на запалителя, развиващи първоначално налягане от около 20-40 kg/cm 2, запълват свободното пространство на камерата, загряват и запалват заряда.
Запалването е последвано от изгарянето на заряда, което води до по-нататъшно образуване на прахови газове, което води до повишаване на налягането в камерата.
Когато налягането бъде достигнато достатъчно, за да се преодолее съпротивлението на водещата част на куршума, която се зарязва в нарез на цевта на огнестрелното оръжие, куршумът ще започне своето движение по дупката.
Изгарянето на барута до момента, в който снарядът се движи, се случва в непроменен обем. Този период се нарича пиростатичен или предварителен период.
Когато налягането достигне ниво, достатъчно за преодоляване на съпротивлението на проникване, куршумът започва да се движи и в същото време движението на неизгорялата част от заряда.
Фигура: 3.2. Промяна в налягането и скоростта на звука при изстрел
На фиг. 3.2 показва графиките на промените в налягането в отвора и скоростта на куршума, в общия случай при изстрел [83].
Моментът на достигане на налягането P0 съответства на началото на движението на куршума в цевта. Пространството за "зареждане" нараства по-бързо от притока на прахови газове и в един момент налягането, достигайки максималната си стойност в точката Pm, започва да пада.
В началните моменти на движението на снаряда, особено и по-късно - в по-малка степен, прахообразните газове от пространството на снаряда могат да проникнат напред през пролуките между куршума и цевта.
Температурата на горивните газове пада поради извършената от тях работа, изгарянето на заряда, свързано с образуването на горивни газове, продължава, когато налягането им падне. В точката, отбелязана на фиг. 3.2 P k, зарядът ще изгори.
Процесът на стрелба от момента, в който снарядът започне да се движи до края на изгарянето на заряда, се нарича първи пиродинамичен период (първи период).