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copri cos'è la spinta del bullone e come funziona, e scopri perché questa forza è così importante nella progettazione delle armi da fuoco
Nell'ingegneria delle armi da fuoco, la "spinta dell'otturatore" o "pressione di chiusura" è un concetto cruciale, soprattutto nel campo della balistica interna. Quando si spara con un'arma da fuoco, la forza all'indietro esercitata dal gas propellente sull'otturatore o sulla parte di chiusura dell'arma è chiamata spinta dell'otturatore. Questa forza non ha solo grandezza ma anche direzione, quindi è una quantità vettoriale.
La spinta dell'otturatore è un fattore importante che non può essere ignorato quando si progettano armi; maggiore è la spinta, maggiore è la pressione sul meccanismo di bloccaggio;
Nella progettazione delle armi da fuoco, la dimensione della spinta dell'otturatore influisce direttamente sulla resistenza del meccanismo di bloccaggio. Per resistere all'azione delle forze di spinta, la progettazione del meccanismo di bloccaggio deve essere sufficientemente robusta, il che spesso comporta un aumento del peso e del volume del componente. Pertanto, gli ingegneri devono trovare un buon equilibrio tra prestazioni, sicurezza, volume e peso durante la progettazione delle armi da fuoco.
Relativamente al rinculo di un'arma da fuoco, la spinta dell'otturatore non è una misura del rinculo o del rinculo libero. Ciò consente di considerare in modo più accurato l'impatto della pressione generata dalla combustione del propellente sul meccanismo di chiusura durante la progettazione delle armi da fuoco.
Calcolo della spinta del bullone
Per una munizione specifica, il calcolo della spinta dell'otturatore è relativamente semplice. La formula di calcolo di base è la seguente:
Fbolt = Pmax * Ainternal
Tra questi, Fbolt è la dimensione della spinta dell'otturatore; Pmax è la pressione massima della camera delle munizioni; Ainternal è l'area interna della pressione del gas propellente che agisce sul fondo delle munizioni;
Per semplificare il calcolo, di solito viene utilizzata la parte inferiore del bossolo circolare. Calcolando l'area di un cerchio, puoi ottenere un'approssimazione dell'area interna:
Area = π * r^2
Pi qui è approssimativamente uguale a 3,1416 e r è il raggio del cerchio. Naturalmente, nelle situazioni reali, a causa dei diversi lotti di produzione, non è facile misurare il diametro del fondo delle munizioni e ciò può influire sulla precisione del calcolo.
Effetto di attrito
Una complessità della spinta dell'otturatore è che il bossolo si espande e si deforma sotto l'alta pressione, causando potenzialmente un "incollamento" alla camera. Questo "effetto attrito" può influenzare l'effettiva trasmissione della spinta, che deve essere particolarmente considerata nei calcoli ingegneristici. Durante alcuni test, come il test NATO EPVAT, i tecnici lubrificano le munizioni per ridurre l'attrito e promuovere elevati livelli di spinta.
Come stimare effettivamente la spinta del bullone
Oltre a utilizzare il diametro della base interna della cassa, è possibile utilizzare anche il diametro della base esterna per stimare questo diametro semplicemente misurandolo. Questo metodo, pur essendo efficace per la stima, presuppone anche un'area eccessivamente generosa e il calcolo risultante è solitamente leggermente conservativo, fornendo quindi un margine di sicurezza sufficiente.
La formula per il calcolo utilizzando l'area inferiore esterna è la seguente:
Fbolt = Pmax * AesternoDove Aexternal è l'area esterna del fondo del bossolo.
Questo metodo è adatto per ottenere una buona stima della spinta del bullone e gli ingegneri possono apportare modifiche alla progettazione per diverse situazioni. Se le munizioni vengono collocate in una camera surriscaldata, potrebbero causare scariche accidentali a causa delle temperature eccessive, il che richiede particolare attenzione durante il processo di progettazione.
Stima della spinta dell'otturatore per munizioni da boxe e da fucile
Ad esempio, sulla base di diversi proiettili da boxe e da fucile, i progettisti possono utilizzare le tabelle dei dati C.I.P per ottenere dati standardizzati. Questi dati sono di grande importanza per stimare la spinta dell'otturatore di varie munizioni.
Quando si progetta una nuova arma, gli ingegneri devono condurre un'analisi approfondita di questi dati per garantire che i materiali selezionati e il design strutturale possano soddisfare i requisiti prestazionali e gli standard di sicurezza. Tuttavia, l’equilibrio tra forza e peso è spesso un problema difficile. Esiste una soluzione migliore in grado di bilanciare prestazioni e sicurezza?
