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트 추력의 정의와 원리, 그리고 이 힘이 총기 설계에 중요한 이유를 살펴보세요
총기 공학에서 '볼트 추력' 또는 '폐쇄 압력'은 중요한 개념이며, 특히 내부 탄도학 분야에서는 더욱 그렇습니다. 총기가 발사될 때 추진 가스에 의해 볼트 또는 총기의 닫는 부분에 가해지는 역방향 힘을 볼트 추력이라고 합니다. 이 힘은 크기뿐만 아니라 방향도 가지므로 벡터량입니다.
볼트 추력은 무기를 설계할 때 무시할 수 없는 중요한 요소입니다. 추력이 클수록 잠금 장치에 가해지는 압력도 커집니다.
총기 설계에 있어서 볼트 추력의 크기는 잠금 장치의 강도에 직접적인 영향을 미칩니다. 추력의 작용에 저항하려면 잠금 메커니즘의 설계가 충분히 강력해야 하며, 이로 인해 부품의 무게와 부피가 증가하는 경우가 많습니다. 따라서 엔지니어는 총기를 설계할 때 성능, 안전성, 부피와 무게 사이의 적절한 균형을 유지해야 합니다.
총기의 반동과 관련하여 볼트 추력은 반동이나 자유 반동의 척도가 아닙니다. 이를 통해 총기 설계 시 추진제 연소로 인해 생성된 압력이 폐쇄 메커니즘에 미치는 영향을 보다 정확하게 고려할 수 있습니다.
볼트 추력 계산
특정 탄약의 경우 볼트 추력 계산은 비교적 간단합니다. 기본 계산식은 다음과 같습니다.
Fbolt = Pmax * A내부
그 중 Fbolt는 노리쇠 추력의 크기이고, Pmax는 탄약의 최대 챔버 압력이고, Ainternal은 탄약 바닥에 작용하는 추진제 가스 압력의 내부 면적입니다.
계산을 단순화하기 위해 일반적으로 원형 카트리지 케이스의 바닥 부분을 계산에 사용합니다. 원의 면적을 계산하면 대략적인 내부 면적을 얻을 수 있습니다.
면적 = π * r^2
여기서 Pi는 대략 3.1416과 같고, r은 원의 반지름입니다. 물론 실제 상황에서는 생산 배치가 다르기 때문에 탄약 바닥의 직경을 측정하는 것이 쉽지 않으며 계산의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다.
마찰 효과
볼트 추력의 한 가지 복잡한 점은 카트리지 케이스가 고압에서 팽창 및 변형되어 잠재적으로 챔버에 '고착'될 수 있다는 점입니다. 이 "마찰 효과"는 추력의 효과적인 전달에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 엔지니어링 계산에서 특별히 고려해야 합니다. NATO EPVAT 테스트와 같은 일부 테스트 중에 기술자는 탄약에 윤활유를 발라 마찰을 줄여 높은 추력 수준을 촉진합니다.
실제로 볼트 추력을 추정하는 방법
내부 케이스 기본 직경을 사용하는 것 외에도 외부 기본 직경을 사용하여 간단히 측정하여 이 직경을 추정할 수도 있습니다. 이 방법은 추정에 효과적이지만 지나치게 넓은 영역을 가정하고 결과 계산은 일반적으로 약간 보수적이므로 충분한 안전 여유를 제공합니다.
바깥쪽 하단 영역을 이용한 계산식은 다음과 같습니다.
Fbolt = Pmax * A외부여기서 Aexternal은 카트리지 케이스 하단의 외부 영역입니다.
이 방법은 적절한 볼트 추력 추정치를 얻는 데 적합하며 엔지니어는 다양한 상황에 맞게 설계를 조정할 수 있습니다. 탄약이 과열된 챔버에 배치되면 과도한 온도로 인해 우발적인 방출이 발생할 수 있으므로 설계 과정에서 특별한 주의가 필요합니다.
복싱 및 소총 탄약의 볼트 추력 추정
예를 들어, 설계자는 다양한 권투 총알과 소총 총알을 기반으로 C.I.P. 데이터 테이블을 사용하여 표준화된 데이터를 얻을 수 있으며, 이러한 데이터는 다양한 탄약의 볼트 추력을 추정하는 데 매우 중요합니다.
새로운 무기를 설계할 때 엔지니어는 선택한 재료와 구조 설계가 성능 요구 사항과 안전 표준을 충족할 수 있는지 확인하기 위해 이 데이터를 심층적으로 분석해야 합니다. 하지만 강도와 무게 사이의 균형은 종종 어려운 문제입니다. 성능과 안전성의 균형을 맞출 수 있는 더 나은 솔루션이 있을까요?
