|
18-8-2004 14:39
Sadko
supergun.webzone.ru
Статья занятная и интересная. Только вот я не слышал про "барьер в 450 м/с для пневматики". Может кто-то поделится информацией? |
|
18-8-2004 16:39
OxOTHuK
Это просто.
Барьер возникает из-за скорости звука. скорость истечения газа через цилиндрический канал в вакуум равна скорости звука в таком газе. То есть в холостую когда стреляешь - газ течет со скоростью звука через ствол, а когда пулей, то медленнее, ведь пуля имеет массу, трение по стенкам ствола и прочая ерунда.. . Для идеального газа скорость звука не зависит от давления, а зависит только от температуры. В реальном газе при больших давлениях (200-300-500 атмосфер) скорость газа увеличивается но не сильно. Это позволяет закидывать пули на скорость больше чем 330 м/с (скорость звука в воздухе при атмосферном давлении) |
|
20-8-2004 16:14
Kirdyk
Однако, как пишут в учебниках физики, "внутренняя энергия системы характеризуется ее температурой". И только. Изменилась энергия - изменилась температура, и наоборот. А формулы имеют ограниченную область применения - не надо об этом забывать. Суперковарный вопрос позже разберем (я оценил его коварство) :-))) |
|
18-8-2004 16:45
Cyberdrill
А почему тогда в огнестреле скорость вылета пули 600 м/с (АК) до 1500 м/с (12,5мм снайперские винтовки). Продукты горения пороха - такой же газ, температура его не очень высокая. В нем тоже есть скорость распостранения звука, однако скорость вылета пули значительно ее превышает. По идее если очень быстро и резко повысить давление и по мере прохода пули по стволу продолжать его повышать (читай - поршень бьет очень резко, пуля начинает двигаться когда поршень находится на середине цилиндра и вылетает из ствола когда поршень доходит до конца цилиндра). Тут главное длинный ствол и широкий цилиндр и очень мощная пружина. |
|
18-8-2004 17:34
Sadko
При каком давлении газа?
АТМОСФЕРНОМ. В пневматике ни о каком атмосферном давлении в момент выстрела (читай разгона пули) и речи быть не может (иначе пуля не полетела бы вообще). В теории, можно разогнать пульку и до больших скоростей, на практике тоже (см. статью). |
|
20-8-2004 15:43
SwD
Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии?
ГХМ. Так и хочется задать вопрос, но лучше промолчу. Я же русским языком написал, что давление упадет больше, чем вдвое. Соответственно, общее состояние P*V/T останется тем же. |
|
18-8-2004 17:39
Kirdyk
1. В реальном газе скорость звука начинает зависеть от давления (а точнее от плотности), когда расстояние между молекулами газа начинает быть сопоставимым с размером самих молекул.
2. Температура горения пироксилинового пороха в замкнутом объеме, если не ошибаюсь, может зашкаливать за пару тысяч градусов. Скорость движения молекул газа, соответственно, возрастает раза в 2-3. Это уже не говоря о том, что плотность продуктов горения близка к 1 и (см. п.1) скорость звука возрастает нелинейно к давлению. |
|
18-8-2004 18:21
Kirdyk
И еще забыл написать: к примеру скорость распространения продуктов термического разложения при взрыве тротила - 6-7 км/сек При этом, если попытаться рассчитать давление продуктов взрыва, исходя из уравнений идеального газа, то получим 21 тыс. атм. А на самом деле получается 210 тыс. - в 10 раз больше. Поэтому я бы не стал проводить аналогии с огнестрелом. |
|
18-8-2004 18:51
SwD
[QUOTE]Originally posted by OxOTHuK:
То есть в холостую когда стреляешь - газ течет со скоростью звука через ствол, .. . Для идеального газа скорость звука не зависит от давления, а зависит только от температуры. В реальном газе при больших давлениях (200-300-500 атмосфер) скорость газа увеличивается но не сильно. А как объяснить 290 м/с пласмассой и более высокие скорости для CO2? ![]() Есть мнение, что установившаяся скорость потока и скорость движения фронта при открывшемся клапане - несколько разные вещи.. |
|
19-8-2004 09:48
OxOTHuK
Ну газ не совсем такой же. И температура не то, чтоб очень низкая. Иначе б пулеметы обходились без водяного охлаждения (максим) или сменных стволов (ПК) Скорость звука в пороховых газах во время выстрела около 2000 м/с.
|
|
19-8-2004 09:57
OxOTHuK
Читать учись, да? Сказано же, скорость звука зависит сильно от температуры и слабее от давления. Естесственно, если ты в трубу подавать газ с давлением 200 атмосфер он будет вытекать с другого конца трубы со скорость. звука НЕ газа при атмосферном давлении, а со скоростью немножко повыше.
Слово "атмосферное" я привел для примера, чтоб ты понял, почему ты никогда не достигнешь 450 м/с плюясь из трубочки бумажками.
Дорогой, читать учимся, да? который раз говорю, теперь читаем твою статью еще раз. Там же сказано, что помочь преодолеть такой барьер поможет только применение высоких давлений больше стандартно ПЦПшных 200-250 атм, да?
Будет давление в 1000 атмосфер - если не взорвешься - перейдешь свой барьер в 450 м/с. |
|
19-8-2004 10:03
OxOTHuK
Спасибо за менее эмоциональные пояснения, чем я тут напостил. Главное по делу, а не сопли. Тротил - это уже детонация, там процессы более другие чтоли, физически напоминает смесь взрыва и ударной волны от пролетающего сверхзвукового самолета. Ударная волна, в которую поступает энергия от горения тротила. |
|
19-8-2004 10:16
OxOTHuK
К сожалению мое образование больше под авиадвижки заточено было, да и забыл многое уже, с внутренней баллистикой знаком плохо. Мне кажется, что пуля не может двигаться быстрее фронта, а скорость истечения в стационарном течении не может быть выше скорости фронта. |
|
19-8-2004 10:48
Sadko
2 OxOTHuK:
Тэк-с. Спокойствие, только спокойствие ![]() Не от тупости, а токмо от жажды знаний (альма-матер матмех подзабылся уже). В теории, коли давление зависит от температуры газа, устанавливаем на дно цилиндра пьезоэлемент (типа как в зажигалках), поршень сжимает воздух (я противник дизель-эффекта с применением масла и пр. горючих жидкостей), доходит до стенки, давит на пьезо, температура сжатого воздуха повышается -> повышается давление -> скорость пули выше. Так?
|
|
19-8-2004 11:00
OxOTHuK
Ну по сути так.
Неважно что именно будет греть воздух или СО2 - искра от пьезоэлемента или энергия сгорания масла, важно количество энергии и стабильность этого количества. Если применять такую схему в ППП - возникают трудности с моментом определения оптимального момента поджига, но думаю, что если выводить отлаживать каждый отдельный агрегат, то проблема решаема. например поршень проходя некоторую точку будет сам воздействовать на пьезу. Но при такой искре пары масла которые не воспламеняются от дизель-эффекта (не хватило им давления для поджига) - будут воспламеняться от искры. Аналогия - Обычный дизель и обычный ДВС с искровым зажиганием. Проблема дизеля встанет в более ярком свете. |
|
19-8-2004 11:46
Kirdyk
Не совсем так. Газам (продуктам термического разложения) все равно, кто их "породил" - детонация или обычное горение. Они "не помнят своего родства", и скорость распространения продуктов что взрыва, что детонации при прочих равных условиях (!) одинакова. Килограмм тротила при взрыве дает несколько сот литров газа. Если мы возьмем такое же количество, например, воздуха, сожмем его до плотности тротила, подогреем до температуры его взрыва и "отпустим" - он в первый момент тоже будет распространяться со скоростью в несколько километров в секунду. |
|
19-8-2004 13:51
эксгуматор
Продуктом горения тротила так же является и сажа. Это твёрдое в-во и оно сосдаст некую поправку к вашей теории не в пользу тротила.
|
|
Вот юмористы
, увидел - обхохотался. Вообще при чем в скорости пули скорость звука? Пулю что, прапорщик разгоняет громкой командой "лететь"!?? ИМХО, скорость пули и скорость звука никак не взаимосвязаны. Все что угодно - сила трения, давление и т.д., но не скорость звука в данных условиях. |
|
23-8-2004 15:28
Sadko
Зачем же сразу так? ![]() |
|
19-8-2004 14:59
Kirdyk
"Мине тоже с Вас смешно" (с) |
|
19-8-2004 17:27
Undeads
Если каждая молекула движетя ХАОТИЧНО со скоростью V - то не до какой, чтобы разогнать - надо им четкое направление дать, а так они сами по себе в своем объеме и будут двигаться... Все равно скорость звука и скорость пули не связаны, просто изменение внешних условий может оказывать примерно одинаковое воздействие как на скорость звука, так и на скорость пули, но не более того. Тем более и из пневматики пули на сверхзвук уходят легко (пример - в D350 колпачек - уходит на сверхзвук)
|
|
19-8-2004 18:41
Kirdyk
Ну, перед таким уровнем знаний я умолкаю. Конечно, скорость звука при давлении в сотню атмосфер равна скорости при атмосферном. А все молекулы газа, попадая в ствол, сразу начинают двигаться строго синхронно (а то иначе отчего же пуля движется?).
Это посильнее Фауста Гете будет. Еще один шаг - и изобретение вечного двигателя на основе РСР (русский Левша опроверг второе начало термодинамики). |
|
19-8-2004 18:45
Kirdyk
Еще забыл спросить - а кто им это "четкое направление" дает? Вот бы познакомиться, я бы его сразу на работу к себе взял ("Тебе же, Сухов, цены нет - ты же один взвода, а то и роты стоишь!" (с)) |
|
19-8-2004 18:47
Undeads
Хватит глумится, в твоей задачке не все начальные условия заданы...
Возьми к себе на работу поршень :о), хоть он и не четкое направление им дает, а приблизительное |
|
20-8-2004 00:10
OxOTHuK
Газам то все равно, кто их породил, но не все равно окончился процесс подвода энергии или нет. Процесс детонации в том и заключается, что НЕ сначала горение, а потом ударная волна, а ГОРЕНИЕ в скачке уплотнения. Одновременно то есть. Разница во времени между этими процессами порядка времени свободного пробега молекулы. А сжать газ до 1000 атмосфер и нагреть его и чтоб при этом он был атмосферным воздухом, а не плазмой - уж извините. Вы переносите свойства газа на негаз. Там свои законы течения. А газ так расширяться не будет. Скорость звука - вот его предел. Хотя при высокой температуре скорость звука большая.
|
|
20-8-2004 00:12
OxOTHuK
только глубокая необразованность и невежественность может служить Вам оправданием.
|
|
20-8-2004 10:05
Undeads
OxOTHuK & Kirdyk считают меня глубоко необразованным.
Возьмем ситуацию с завышенными начальными цифрами например: Имеем допустим PCP, с давлением на выходе около 1000 атм. (предположим нам удалось сделать такую винтовку), имеем допустим стандартную пулю типа КП 10.5. А теперь раз вы такие умные, ответьте, на сколько нагреется газ, какова будет скорость звука в этом газе и какова будет скорость пули на выходе ? Я конечно понимаю, что не все данные тут представлены (там длина ствола, сила трения пули, объем выпущенного газа до отсечки), но хотя бы очень примерно - в разы газ нагреется или меньше, на сколько (или во сколько) скорость пули будет больше или меньше скорости звука ? И как имеено скорость звука (не газа) учавствует в формуле скорости пули ? |
|
20-8-2004 10:26
OxOTHuK
Образованный Undead почему-то считает, что газ нагреется.. . С чего бы это.. . Он сам зажигалкой будет резервуар подогревать? При открытии клапана газ течет через ствол и естесственно расширяется и при расширении ОХЛАЖДАЕТСЯ. Это физика 7-й класс.
|
|
20-8-2004 10:44
SlepoySn
Для справки:
Давление (максимальное) в стволе винтовки Мосина 3850кг\см2 Винтовка кал.5,6мм 1300кг\см2 |
|
20-8-2004 11:04
Kirdyk
Ну, вообще-то газ в РСР охлаждаться при расширении тоже не будет (он будет немножко охлаждаться от передвижения пули). Андиду что-то объяснять бессмысленно. Ему надо сначала рассмотреть модельный эксперимент с одной молекулой и подвижной пулей. Но он от гонора его рассматривать не хочет. |
|
20-8-2004 11:29
OxOTHuK
Ну да, я про газ не в резервуаре, а про газ в стволе между клапаном и пулей - он расширяется и охлаждается. В резервуаре он от естесственных причин успевает нагреваться, к тому же там давление падает порядка 1% за выстрел - типичные цифры 200 атм и 2 атм на выстрел.
|
|
20-8-2004 12:10
Kirdyk
Ладно, поскольку на основной вопрос темы разобрали, можно сделать небольшой экскурс в область теории. |
|
20-8-2004 13:09
Undeads
Вот как раз я то и не считаю, что он нагреется, но судя из здешних рассуждений как то 1. Что скорость пули из пневматики ограничена скоростью звука 2. Что скорость звука в горячем газе выше я ожидал от вас получить хоть какое либо доказательство или объяснение связи ограничения скорости пули и скорости звука. Не получил.
Никакого гонора, а вот у некоторого количества здешних обитателей его навалом. Вместо того, чтобы объяснить какие либо темы, в которых оппонент может и заблуждается (а может и нет), обосновать свое мнение без перехода на личности, люди обычно за отсутсвием аргументов лезут как всегда в склочные разборки, обзывательства, в общем как дети малые или бабы базарные, такое я здесь наблюдал уже не раз и опять похожее проклевывается. Я лишь высказал свое мнение против того, что скорость пули в пневматике имеет ограничение, связанное со скоростью звука. Никто нормально и понятно мне здесь это опровергнуть не смог. |
|
20-8-2004 13:44
Kirdyk
Хорошо. Вот если гонора у Вас нет, то рассмотрите, пожалуйста предложенный модельный эксперимент с одной молекулой. Если Вам это удастся, Вы быть может увидите ошибку в своих утверждениях. |
|
20-8-2004 14:57
Zhora47
Извиняюсь, что встреваю в вашу непринужденную беседу.
Я к сожалению довольно давно отошел от разных газодинамических вопросов. Но рискну возразить, что скорость направленного потока газа может превышать скорость звука. Физических ограничений этому я не вижу, так как 1) Поток газа ускоряется неравномерно 2) Давление также распределено неравномерно 3) Среднеквадратичная скорость молекул однако выше скорости звука 4) Существует огромное число молекул со скоростью выше среднеквадратичной Кроме того приходит на ум аналогия между выстрелом и работой теплового сопла, где газ разгоняется в трубе постоянного сечения до звуковой скорости с подводом теплоты, а после - до сверхзуковых скоростей - с отбором теплоты. При выстреле же газ совершает работу. Поэтому не совсем корректно сравнивать свободное расширение газа при взрыве или из сосуда в вакуум с разгоном тела, помещенного в цилиндрический длинный канал. Если неправ - поправьте пожалуйста, а то я уже сам запутался. |
|
20-8-2004 15:20
SwD
1. Что скорость пули из пневматики ограничена скоростью звука
Не напрямую. Самого интересует вопрос, почему фронт давления в компрессионном и газобалонном оружии идет со скоростью выше скорости звука в газе. Даже на углекислотных давлениях. Объяснением тому может быть разве что это именно движение фронта с резко разным давлением с разных сторон - как если подбрасывать разжимающуюся пружину - один конец пружины будет двигаться быстрее. Но несомненно, в конструкции могут быть места, где максимальная скорость ПЕРЕТЕКАНИЯ может быть ограничена звуковой согласно законам для газового ПОТОКА. А это означает, что объем за единицу времени, передаваемый через этот участок - ограничен уже сечением и скоростью звука в газе (температурой). Т.е. этот эффект может не дать создать и поддерживать ожидаемое высокое давление в стволе за время вылета пули. 2. Что скорость звука в горячем газе выше |
|
20-8-2004 15:26
SwD
Случай 1. Рассмотрим два одинаковых по объему резервуара, разделенных перегородкой. В одном резервуаре вакуум, в другом - воздух при нормальной температуре и давлении 100 атм.
Теперь перегородку убираем и воздух заполняет второй резервуар. Вопрос: что произойдет с его температурой? На этот предмет есть формула - процесс без теплообмена, адиабатический - температура упадет в результате увеличения занимаемого объема. Причем давление упадет больше чем вдвое. После теплообмена с внешней средой (когда температура восстановится), давление станет 50 атм согласно условию. Случай 2. Рассмотрим цилиндр диаметром 4.5 мм, внутри которого без трения движется поршнень и сжимает воздух до 100 атм. Теперь поршень отпускаем. Нетрудно понять, что сжатый воздух начинает расширяться и поршень выталкивать.
|
|
20-8-2004 15:26
Kirdyk
Так никто не сравнивает. Я и писал, что это два различных случая.
Скорость звука, конечно, несколько ниже скорости движения молекул, но скорость пули не может быть выше последней. В реальности же разогнать пулю до скорости движения молекул тоже невозможно. Вот и получается, что реально достижимый предел скорости пули близок к скорости звука (в пределах 10-20%). |
|
20-8-2004 15:36
Kirdyk
Но тогда получается, что энергия газа от адиабатического расширения понизится. Можно объяснить, куда девается разница в энергии? За рамки резервуаров она выйти не может, а состояние самих резервуаров не изменяется. |
|
|