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槍械中的力學奧秘：什麼是「螺栓推力」？
在槍械設計和內部彈道學中，「螺栓推力」（Bolt Thrust）或「炮口壓力」是一個非常重要的術語，這個術語描述了當子彈發射時，推進劑氣體對槍機或炮膛施加的向後力量。這種施加的力量是有方向和大小的，因此可以視為一種向量量。
「螺栓推力與武器設計密切相關，推力越大，鎖定機構就需要越強大，以抵受這股力量。」
在設計槍械時，考慮到螺栓推力至關重要。假設所用的材料和工程解決方案相同，若為了提高鎖定機構的強度，則必然需要增加鎖定機構部件的重量和尺寸。此外，螺栓推力並不等同於後坐力或自由後坐力的計算，這一點在設計階段必須注意。
如何計算螺栓推力
要準確計算特定火槍彈藥的螺栓推力，可以使用基本計算方法。透過以下公式來確定螺栓推力：
F_bolt = P_max ⋅ A_internal
其中：
- F_bolt = 螺栓推力
- P_max = 槍械彈藥的最大（峰值）膛壓
- A_internal = 在彈殼底部作用的推進劑氣體壓力所對應的內部面積
彈殼底部和膛室通常是圓形的，其面積計算方式如下：
Area = π r² ≈ 3.1416 ⋅ r²
這裡的r為圓的半徑。若用直徑d來表示，面積則可以寫為：
Area = π d² / 4 ≈ 0.7854 ⋅ d²
然而，使用此方法的實際問題在於，不同品牌和批次的彈殼內部底部直徑在尺寸上通常會有所不同，且不易測量，因此可能需要特別小心。
摩擦效應的影響
螺栓推力的一個複雜問題是，彈殼在高壓下會膨脹和變形，並開始「黏附」到膛室上。這種「摩擦效應」可以透過計算機的有限元計算來考量，但這通常需要大量專業工作，因此一般不值得採用。為了降低摩擦，北約在EPVAT測試程序中故意對測試用彈藥進行油漬處理，以促進高推力水平。
螺栓推力的實際估計方法
除了內部底部直徑外，還可利用外部底部直徑進行測量，這樣可以使用千分尺或卡尺來取得更實際的估計。該計算方法基本相同，僅需使用較大的外部面積代替較小的內部面積：
F_bolt = P_max ⋅ A_external
在這裡，A_external則是彈殼底部的外部面積。這一方法雖然會對螺栓推力產生保守的估算，卻也為可能的最糟情況提供了一定的安全範圍。這特別適用於在非常熱的膛室中，可能導致誤發的彈藥。
各類手槍及來福槍的螺栓推力估算
有關P1（彈殼底部）直徑及P_max的數據均取自相應的C.I.P.數據表。這些估算為火器設計提供了重要的安全指標，協助工程師在設計過程中做出明智的決策。
「螺栓推力不僅是數值的計算，更是保障安全和性能的設計依據。」
隨著對槍械和彈藥設計的深入探索，對於螺栓推力的認知也越來越重要，這不僅涉及到性能帶來的影響，還包括安全和穩定性的考量。隨著科技進步，設計師和工程師將會持續挑戰這些力學原理，以求製作出更優秀的火器來應對各種需求。當然在未來，你對於螺栓推力的理解和應用會有何變化呢？
