今天小编分享的军事经验:看6张内弹道曲线,论枪管长度与子弹初速,欢迎阅读。
以下文章来源于单兵装备 ,作者 Yudya
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关于枪管长度与子弹初速之间的讨论,往往充满了激情和争议,这一点在互联网研究院中讨论中尤为火热。大多数枪械爱好者都认为,枪管长度与子弹初速之间存在一定的关联性。通常的观点是,较长的枪管有助于提升子弹的初速。不过,子弹初速的实际表现是多个自变量决定的复合函数,这些变量中包括了口径尺寸、弹壳尺寸、膛线结构以及发射药燃烧性能等,当然、子弹的型号也不可忽视。在众多影响因素中,枪管长度只是决定初速的一个重要参数。纵观过去几十年步枪枪管长度的变化趋势,从约 30 英寸降至约 24 英寸, 20 英寸,16 英寸,进而到 12 英寸,甚至更短。时至今日,枪管长度的缩减趋势仍在持续。枪管的长度像是男人的 Y 染色体,一减再减,短的不能再短了但还想再短,这样没有底线的一直变短,到底是对还是错?
膛压、初速和行程的关系
检索国外制式子弹中能被普遍认可的枪管长度与初速参数,看不同弹药的枪管长度与初速的关系。从国际上最受欢迎的 9mm luger para 弹来说,枪管的最佳长度仍然约为 16 英寸,初速可 1600 FPS ( 英尺每秒,1FPS=0.304m/s ) 。斯普林菲尔德 .30-06 步枪弹的最佳长度更长,在膛内 24 英寸处依然有大约 10 兆帕的火药气体压力,通常最佳长度都选 24 英寸(约 610mm)。Remington.223 步枪弹药是 1950 年代为 AR-15 自动步枪设计,对应的枪管最佳长度为 20 英寸,膛口压力约 10 兆帕。
看 9mm luger para 弹的内弹道参数,就会发现它最佳长度约是 16 英寸,但是手枪枪管的长度约 5 英寸,冲锋枪枪管长度约 10 英寸,从 5 英寸处的速度约 395m/s,10 英寸处的速度约为 460m/s。发射 9mm luger para 弹最佳枪管长度是按照火药气体完全燃烧计算得出。从实际应用情况来看,枪管从 10 英寸增长到 16 英寸,长了 152.4mm,速度只提升了约 27m/s,作为枪械设计者你会怎么取舍呢?
总的来说,有个普遍的认为,仅考虑枪管长度、发射药类型、装药量、口径和弹丸重量,燃烧较慢的推进剂更适合较口径大、弹头重的子弹,但需要更长的枪管才能让火药完全燃烧并提供最佳初速。但是,如果枪管太长,压力会在子弹离开枪管之前自行耗尽,并且子弹和枪管之间产生的摩擦会降低速度。燃烧速度更快的发射药可以提供更高的速度,但压力可能不可接受。在设计中,通常口径参数是设计初始输入,所以通常不予考虑,剩下的三个参数分别是火药气体类型(燃速)、装药量、弹丸重量和枪管长度,要获得最佳性能,就是对四个因素之间的取舍,找到设计者认为是获得最佳性能的平衡点。
国外有人研究了枪管最佳长度的范围,其实国内也有研究,我们不谈国内,只说国外。在每种弹药所对应枪管的最佳长度并不是一个极值,而是一个范围值,根本没有定论,完全由设计师主管操作。这一研究还发现了一个非常奇特的设计,将枪管的长度取在内膛的速度衰减段,这是典型的反常规设计。按照内弹道理论,随着枪管长度的增加,弹丸在膛内的阻力将大于子弹尾部的作用力,此时速度开始衰减。通常,对枪管的长度取值都是小于速度衰减处的位置,所以在前提条件相同的情况下,枪管越长,初速越高,但这个并不是绝对的。举例说:假设弹丸在 24 英寸处开始衰减,常规的最佳长度都在 24 英寸以前,比如 20 英寸处,18 英寸或 16 英寸处等。在反常规设计中,将枪管长度取在 24 英寸之后。这样做的目的是什么呢?寻求最佳的外弹道稳定性。弹丸在出膛的瞬间(也就是理论上的中间弹道段)对弹道稳定性的影响最大,当枪管过长时,膛内压力降得更低,弹丸在膛内的行程与膛线的导程匹配得更好,导致弹丸在外弹道段的稳定性更好。
综上所述,枪械的初速和枪管的长度的关联性并不是枪管越长初速越高的关系,初速的多少和枪管的长短,是设计师根据设计目标权衡各项性能之后的选择,只有在前提中将多项因素设为定值的情况下才能说枪管越长初速越高,否则,还真不好确定。在弹药和枪管结构参数不确定的条件下,对比推测枪械的性能,有可能出现令人意外的错误。
原本想用内弹道计算公式分析枪管长度和枪械初速的关系,考虑到复杂的方程组对非专业爱好者来说还真不友好,所以就用文字来讲述了,但感觉还是没有讲清楚,将不足放在留言处讨论吧!最后:在弹药和枪管结构参数不确定的条件下并不能确定枪管长度和枪械初速的关系。
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