今天小編分享的軍事經驗:看6張内彈道曲線,論槍管長度與子彈初速,歡迎閲讀。
以下文章來源于單兵裝備 ,作者 Yudya
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關于槍管長度與子彈初速之間的讨論,往往充滿了激情和争議,這一點在互聯網研究院中讨論中尤為火熱。大多數槍械愛好者都認為,槍管長度與子彈初速之間存在一定的關聯性。通常的觀點是,較長的槍管有助于提升子彈的初速。不過,子彈初速的實際表現是多個自變量決定的復合函數,這些變量中包括了口徑尺寸、彈殼尺寸、膛線結構以及發射藥燃燒性能等,當然、子彈的型号也不可忽視。在眾多影響因素中,槍管長度只是決定初速的一個重要參數。縱觀過去幾十年步槍槍管長度的變化趨勢,從約 30 英寸降至約 24 英寸, 20 英寸,16 英寸,進而到 12 英寸,甚至更短。時至今日,槍管長度的縮減趨勢仍在持續。槍管的長度像是男人的 Y 染色體,一減再減,短的不能再短了但還想再短,這樣沒有底線的一直變短,到底是對還是錯?
膛壓、初速和行程的關系
檢索國外制式子彈中能被普遍認可的槍管長度與初速參數,看不同彈藥的槍管長度與初速的關系。從國際上最受歡迎的 9mm luger para 彈來説,槍管的最佳長度仍然約為 16 英寸,初速可 1600 FPS ( 英尺每秒,1FPS=0.304m/s ) 。斯普林菲爾德 .30-06 步槍彈的最佳長度更長,在膛内 24 英寸處依然有大約 10 兆帕的火藥氣體壓力,通常最佳長度都選 24 英寸(約 610mm)。Remington.223 步槍彈藥是 1950 年代為 AR-15 自動步槍設計,對應的槍管最佳長度為 20 英寸,膛口壓力約 10 兆帕。
看 9mm luger para 彈的内彈道參數,就會發現它最佳長度約是 16 英寸,但是手槍槍管的長度約 5 英寸,衝鋒槍槍管長度約 10 英寸,從 5 英寸處的速度約 395m/s,10 英寸處的速度約為 460m/s。發射 9mm luger para 彈最佳槍管長度是按照火藥氣體完全燃燒計算得出。從實際應用情況來看,槍管從 10 英寸增長到 16 英寸,長了 152.4mm,速度只提升了約 27m/s,作為槍械設計者你會怎麼取舍呢?
總的來説,有個普遍的認為,僅考慮槍管長度、發射藥類型、裝藥量、口徑和彈丸重量,燃燒較慢的推進劑更适合較口徑大、彈頭重的子彈,但需要更長的槍管才能讓火藥完全燃燒并提供最佳初速。但是,如果槍管太長,壓力會在子彈離開槍管之前自行耗盡,并且子彈和槍管之間產生的摩擦會降低速度。燃燒速度更快的發射藥可以提供更高的速度,但壓力可能不可接受。在設計中,通常口徑參數是設計初始輸入,所以通常不予考慮,剩下的三個參數分别是火藥氣體類型(燃速)、裝藥量、彈丸重量和槍管長度,要獲得最佳性能,就是對四個因素之間的取舍,找到設計者認為是獲得最佳性能的平衡點。
國外有人研究了槍管最佳長度的範圍,其實國内也有研究,我們不談國内,只説國外。在每種彈藥所對應槍管的最佳長度并不是一個極值,而是一個範圍值,根本沒有定論,完全由設計師主管操作。這一研究還發現了一個非常奇特的設計,将槍管的長度取在内膛的速度衰減段,這是典型的反常規設計。按照内彈道理論,随着槍管長度的增加,彈丸在膛内的阻力将大于子彈尾部的作用力,此時速度開始衰減。通常,對槍管的長度取值都是小于速度衰減處的位置,所以在前提條件相同的情況下,槍管越長,初速越高,但這個并不是絕對的。舉例説:假設彈丸在 24 英寸處開始衰減,常規的最佳長度都在 24 英寸以前,比如 20 英寸處,18 英寸或 16 英寸處等。在反常規設計中,将槍管長度取在 24 英寸之後。這樣做的目的是什麼呢?尋求最佳的外彈道穩定性。彈丸在出膛的瞬間(也就是理論上的中間彈道段)對彈道穩定性的影響最大,當槍管過長時,膛内壓力降得更低,彈丸在膛内的行程與膛線的導程匹配得更好,導致彈丸在外彈道段的穩定性更好。
綜上所述,槍械的初速和槍管的長度的關聯性并不是槍管越長初速越高的關系,初速的多少和槍管的長短,是設計師根據設計目标權衡各項性能之後的選擇,只有在前提中将多項因素設為定值的情況下才能説槍管越長初速越高,否則,還真不好确定。在彈藥和槍管結構參數不确定的條件下,對比推測槍械的性能,有可能出現令人意外的錯誤。
原本想用内彈道計算公式分析槍管長度和槍械初速的關系,考慮到復雜的方程組對非專業愛好者來説還真不友好,所以就用文字來講述了,但感覺還是沒有講清楚,将不足放在留言處讨論吧!最後:在彈藥和槍管結構參數不确定的條件下并不能确定槍管長度和槍械初速的關系。
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