Munningstrykkets innvirkning på ringarealet til pipa

[amatør]

Jeg registrerer at begrepet motkraft fremdeles brukes uten forståelse av hva det egentlig innebærer.

Jeg vet det, men jeg har prøvd å hjelpe deg med din manglende forståelse før.

[bulle]

Dersom skytingen foregår i vakum vil fremdeles trykket på munningen være det samme

 

I praksis ja, men siden dette er en anal teoretisk diskusjon: Trykket på munningen vil ikke være det samme. Gassene vil ikke ekspandere på samme måte på vei ut av løpet i atmosfærisk trykk som i vakuum, og i atmosfærisk trykk kan det til og med tenkes at man får et relativt undertrykk foran munningen pga strømningshastigheten. Reduserer rekylen med 0.000001%, løp og kjøp

 

Kroningsarealet er mer interessant synes jeg, altså forsenkningen som ofte finnes ved munningen på matchløp. Når gassene ekspanderer ut av kroningskonusen utøver de en kraft som virker normalt på denne, i alle fall hvis vinkelen på kroningen er liten nok. hvis vi dekomponerer denne krafta i to vektorer, en mot skytteren og en vinkelrett på løpsaksen blir det opplagt at dette gir et bidrag til rekylen, om enn uendelig lite. Det som fysisk skjer er at litt av den potensielle energien som ligger i trykket omdannes til kinetisk energi når gassene ekspanderer og akselereres ut av munningen, som i utblåsningen på en de Laval-dyse som noen var innom her.

 

En "old school" muskedunder har jo et trompetformet løp, noen som vet om det utgjør noe i praksis for rekylen?

[Per-S]

Jeg har sett litt på Amatørs tegning av rakettdyse, og mener å kjenne igjen denne konstruksjonen i rekylforsterkeren på MG3.

Nå er det noen år siden jeg pusset et slikt våpen, men noen med fersk erfaring burde kunne bekrefte/avkrefte likheten.

 

En rakettdyse er tilpasset et bestemt trykk og gassmengde, så på en riflemunning vil den nok bli lite effektiv fordi trykk og gassmengde endres svært fort. Hensikten med dysen er å utnytte spesifik impuls i drivstoffet best mulig, og med minst mulig tap, i et våpen er forholdene optimalisert for å gi mest mulig energi til projektilet.

[Per-S]

Bulle - Dersom du mener dette melder jeg meg ut av diskusjonen:

dette er en anal teoretisk diskusjon

 

Ser vi bort fra dette utsagnet så er jeg nok enig med deg, men effektene er nok uendelig små.

 

Der du siterer min uttalelse om kreftene i vakum så er den løsrevet fra sin sammenheng. Du må se på bakgrunnen som var en uttalelse om motkrefter fra luften som gir et trykk mot munningen.

[Ratel]

Jeg registrerer at begrepet motkraft fremdeles brukes uten forståelse av hva det egentlig innebærer.

Hyggelig du er tilbake

 

Dersom skytingen foregår i vakum vil fremdeles trykket på munningen være det samme, hvordan vil Ratel forklare det?

Ser det er flere som allerede har svart, men jeg drister meg utpå.

 

I vakumm vil ikke trykket være det samme. Det vil være 1 atm mindre.

Hvis vi ikke har luft utenfor munningen, vil vi ikke kunne ha noe motkraft og dermed ingen kraft som virker på ringarealet ev munningen. Spiller imidlertid ingen praktisk rolle siden denne er neglisjèrbar som allerede nevnt. Den store effekten har vi av aksellererende gasser ut av munningen.

[Eirik]

En rakettdyse øker vel effekten ved å vinkle mer kraften fra gassen i rett retning

Gass som kommer ut av løpet vil vel øve kraft på annen gass forran løpet, så lenge de to gassene ikke har samme fart og retning

 

Jeg sitter igjen med følgende folkelig forklarte inntrykk:

Før kula forlater løpet; gassen ekspanderer, virker mot kule og bøste som kraft og motkraft, så det er kula som i denne fasen sørger for "mothold" for rekylkraften.

Etter kula forlater løpet; gassen er under trykk i pipa før kula forlater løpet, så forsvinner "motholdet" og gassen blåser ut pipa og gassen (det være seg luft og kruttgass) utenfor løpet gir "mothold" for gassen ut av løpet.

 

En rekylbrems vil som nevnt før båte fjerne noe krefter da gassen virker mot en flate, men og lede gassen ut i andre retninger så kraften virker andre retninger

En lyddemper gir større volum rett utfor åpningen der gassen virker på flere flater OG forsinkes slik at den slipper ut over relativt lengre tid og lavere hastighet, og kraften reduseres:?:

 

LongRange: Beklager at jeg tok med demper og brems, men de fungerer som forbilledlige eksempler i mitt tilfelle.

[Per-S]

Det er når dere prøver å forklare ting ved å bruke begrepet motkraft det sporer av. I vakum vil trykkeffekten av munningsgassen mot løpet være nær identisk med det vi får ved en atmosfæres trykk (at effekten er nær null er en annen sak). Prøv å forklare dette ved motkraftteorien. Jeg tror dere misforstår Newtons lov.

 

Det finnes ingen motkraft som virker mot luften, det blir klarest demonstrert i en rakettmotor som ofte har høyere ytelse i vakum enn i luft.

[amatør]

Det var ikke jeg som introduserte motkraft i denne sammenhengen.

[V111]

Her er det virkelig mye ufysikk ute å går gitt:)

[Ratel]

Det er når dere prøver å forklare ting ved å bruke begrepet motkraft det sporer av. I vakum vil trykkeffekten av munningsgassen mot løpet være nær identisk med det vi får ved en atmosfæres trykk (at effekten er nær null er en annen sak).

Dette er nok feil.

Prøv å forklare dette ved motkraftteorien. Jeg tror dere misforstår Newtons lov.

Den var god.

Newton hadde nok rett i at det ikke kan eksistere en kraft uten en motkraft.

 

Det finnes ingen motkraft som virker mot luften, det blir klarest demonstrert i en rakettmotor som ofte har høyere ytelse i vakum enn i luft.

Du blander disse to tingene. En rakettmotor, sammen med effekten av ekspanderende kruttgasser ut av løpet har nemlig en motkraft. Denne motkraften er akselererende gasser. Denne akselleresjonen blir større i vakumm, så det er ikke urimelig at effekten er størst da.

 

Eventuelt trykk på ringarealet i munningen derimot, er nødt til å ha en atmosfære som aksellereres for å gi en kraftkomponent.

[ignorant]

Der er åbenbart ret divergerende meninger om diverse rekylekræfter. Her er et link, med lidt formler osv

http://www.riffeljagt.com/AB-rekyl.htm

[Per-S]

Eventuelt trykk på ringarealet i munningen derimot, er nødt til å ha en atmosfære som aksellereres for å gi en kraftkomponent.

 

Forklar hvorfor du må ha en atmosfære.

 

Du har forstått hvordan det virker i en rakettmotor, det er det samme som skjer med trykket mot munningen. Hverken mer eller mindre.

[amatør]

Nei, det trengs ingen atmosfære. Mot normalt er jeg enig med Per-S.

 

I vakuum, vil det derimot ikke være en kraft fra lufttrykket mot kolben.

[Ratel]

Nå var det vel meg og ikke V111 du siterte Per-S.

Forklar hvorfor du må ha en atmosfære.

Nå er det vel den teoretiske muligheten for at vi skal kunne ha et trykk som gir en kraftkomponent på munningen vi diskuterer. For at dette i det hele tatt skal være mulig må denne kraften ha en motkomponent. Denne motkomponenten kan kun komme fra en atmosfære som aksellereres.

 

Nei, det trengs ingen atmosfære. Mot normalt er jeg enig med Per-S.

Du får forklare motkomponenten til et eventuelt trykk på munningen da.

 

I vakuum, vil det derimot ikke være en kraft fra lufttrykket mot kolben.

Denne må jeg tilstå at jeg ikke skjønte noe særlig av.

[amatør]

Du får forklare motkomponenten til et eventuelt trykk på munningen da.

Motkraften er gassmolekyler (masse) som akselereres, da de skifter retning, fra å treffe flaten til å sprette av.

 

Denne må jeg tilstå at jeg ikke skjønte noe særlig av.

Trykket på munningen trenger ikke være over 1 atm for at det skal få en rekyleffekt.

 

I en atmosfære kan man tenke seg prosesser som skaper undertrykk, men det finnes ikke noe sug, selv om det er en allmenn oppfattelse. Det er trykket på den andre siden av objektet som oppleves som et sug.

[Per-S]

Beklager at feil forfatter ble kreditert - det er en "Bill Gates"feil.

 

Så til saken. Lufttrykket virker likt mot alle deler av våpenet og nulles ut - ingen påvirkning på våpenet, og derfor ligger det i ro selv om det utsettes for en kraft på en atmosfære.

 

Som jeg har skrevet tidligere så misforstår du Newtons lov. Når gassen kommer ut av munningen så har den høyere trykk enn omgivelsene, både i luft og i vakum. Gassen akselreres likt i alle retninger på grunn av dette overtrykket. Newtons lov sier at summen av alle akselrasjonskrefter som virker på gassen skal være null dersom de beregnes som vektorer. Det er altså ikke noen ytre motkraft som virker på gassene, men en lik kraft som virker i alle retninger fra den ekspanderende gassen. I en retning er det en geværpipe som påvirkes av denne gassen og bremser den. I en annen retning bevirker kraften at gassen akselreres uhindret.

Den gassen som treffer munningen får redusert sin hastighet og overfører impuls til våpenet. Derfor blir det en kraft bakover på våpenet. Den gassen som har retning fra munningen beholder sin impuls uforandret uavhengig av om det er vakum eller en atmosfæres trykk.

 

Det som kompliserer det hele er at den ekspanderende gasskyen har en hastighet relativt til våpenet som gjør at hastigheten tilbake mot munningen er forsvinnende liten, men det endrer ikke på forholdet i den ekspanderende gasskyen. Den oppfører seg nøyaktig likt med gassen i en rakettmotor.

[bulle]

Nydelig oppsummert Per-S

 

Jeg blandet inn kroninga i mitt svar, det var nok mest egnet til å forvirre, selv om det i seg selv er litt interessant.

[Ratel]

Som jeg har skrevet tidligere så misforstår du Newtons lov.

Nåja. Du har ikke helt klart å overbevise meg om akkurat dèt enda.

Det ser egentlig ut som at vi enige i det meste her. Men:

Det som kompliserer det hele er at den ekspanderende gasskyen har en hastighet relativt til våpenet som gjør at hastigheten tilbake mot munningen er forsvinnende liten, men det endrer ikke på forholdet i den ekspanderende gasskyen.

Akkurat dette betinger vel at ekspansjonshastigheten er høyere enn gasskyens relative hastighet til våpenet. På dette forholdet mener jeg nokså bestemt at en eksisterende atmosfære vil ha en betydelig innvirkning.

[M67]

Akkurat dette betinger vel at ekspansjonshastigheten er høyere enn gasskyens relative hastighet til våpenet. På dette forholdet mener jeg nokså bestemt at en eksisterende atmosfære vil ha en betydelig innvirkning.

Jeg elsker fysikkdiskusjoner basert på intuitiv "forståelse".

 

Om du hadde fulgt med i timen Ratel, så hadde du husket at:

 

c^2=Cp/Cv * RT/M

 

og

 

v^2rms = RT/M

 

siden Cp/Cv typisk er 1.2-1.3 for kruttgassens komponenter og vi antar at den fri ekspansjonshastigheten til gassen er c (lydhastigheten/sonisk strøm) er disse svært nære hverandre (vrms og ekspansjonshastigheten) og trykket vil ikke virke på munningen, da momentet til gassen nesten utelukkende er rettet forover.

 

Videre

Gassen som ekspanderer ut av munningen har 500-900bar, og er muligens 2000K, den har altså omtrent (dette er grovt SWAG) 100ganger større tetthet enn atmosfæren utenfor. Mitt postulat er at det er helt likegyldig om det er 1 bar til, eller vakuum utenfor løpet.

 

 

K

[Per-S]

Ratel skriver:

Nå er det vel den teoretiske muligheten for at vi skal kunne ha et trykk som gir en kraftkomponent på munningen vi diskuterer. For at dette i det hele tatt skal være mulig må denne kraften ha en motkomponent. Denne motkomponenten kan kun komme fra en atmosfære som aksellereres.

 

Det er her du tenker feil, det må ikke være noen motkraft fra atmosfæren, det er akselrasjonen av gassen i alle retninger samtidig som er kraftkomponentene som i følge Newton skal være null.

Dette er en identisk probllemstilling som en rakettmotor. Forskjellen er at der er gassen er omgitt av et skall som kun tillater gassen å unnslippe i en retning. Kraften som påvirker motoren er da "motkraften" til akselrasjon av gassen.

 

(jeg liker ikke begrepet motkraft fordi det gir inntrykk av en ekstern kraft som virker på systemet, noe som er feil. Men for en gangs skyld gjør jeg et unntak, og bruker begrepet)

[zocoloco]

Hmmm...

 

Kula er i en bitte bitte bitte liten del av et nanosekund etter at den har forlatt munningen fortsatt "dyttet" framover av gass/luftstrømmen fra løpet. Den kraften er vi enige om er der. Vil det ikke i samme tidperiode bli en tilsvarende "motkraft" bakover ? Og en bitte liten del av denne "motkraften" må da virke mot munnigen/kroninga/de ekspanderende gasser i samme ultrakorte periode ?

 

Jeg vil tro neppe målbart, men er ikke dette riktig i teorien ?

[amatør]

(jeg liker ikke begrepet motkraft fordi det gir inntrykk av en ekstern kraft som virker på systemet, noe som er feil. Men for en gangs skyld gjør jeg et unntak, og bruker begrepet)

Nå begynner det å nærme seg at du at du forstår begrepet motkraft.

 

Motkraftbegrepet tillater oss å definere selv hva som er systemet, og hva som vi vil bruke som koordinatsystem. Hvis ikke må vi bruke hele universet.

 

Står du på gulvet og du definerer bare ditt eget legeme som systemet, og velger gulvet som koordinatsystem. Vi vet at gravitasjonen er en reel kraft som trekker oss nedover, og at vi står i ro ihht valgt koordinatsystem. Dvs summen av kreftene på systemet er null så det kommer en høyst reel kraft som virker oppover på føttene fra gulvet. Altså en reel ekstern kraft som virker på systemet. Denne kraften er lik tyngdekraften med motsatt rettning.

 

Velger vi et akselerert koordinatsystem må vi regne med fiktivkrefter også.

[Ratel]

Jeg elsker fysikkdiskusjoner basert på intuitiv "forståelse".

Jeg også. Ingenting er så ødeleggende for en god diskusjon som fakta...

 

...trykket vil ikke virke på munningen, da momentet til gassen nesten utelukkende er rettet forover.

Dette er vel da konklusjonen, samt et endelig svar på trådstarters spørsmål, og jeg er egentlig helt enig.

[Ratel]

Det er her du tenker feil, det må ikke være noen motkraft fra atmosfæren, det er akselrasjonen av gassen i alle retninger samtidig som er kraftkomponentene som i følge Newton skal være null.

Det er vel nå jeg i seneste kammerånd burde komme med en passende beskrivelse av hva jeg synes om deg og dine kunnskaper...

Legger meg istedet flat jeg, og innrømmer at jeg ikke så denne helt.

 

Vi har vel også alle klart å bli enige om at ringarealet på munningen ikke er gjenstand for noen kraft av betydning.

 

(jeg liker ikke begrepet motkraft fordi det gir inntrykk av en ekstern kraft som virker på systemet, noe som er feil. Men for en gangs skyld gjør jeg et unntak, og bruker begrepet)

Her kom amatør meg i forkjøpet ser jeg.

[Ratel]

Vil det ikke i samme tidperiode bli en tilsvarende "motkraft" bakover ?

Stemmer.

 

Og en bitte liten del av denne "motkraften" må da virke mot munnigen/kroninga/de ekspanderende gasser i samme ultrakorte periode ?

Nei. Kula har samme diameter som løpet. Motkraften vil derfor kun virke mot støtbunnen.

[amatør]

v^2rms = RT/M

Hvordan er fordelingen og hva er standardaviket av hastigheten til populasjonen?

 

Det er såpass lengen siden jeg hadde statistisk mekanikk, at jeg synes det er enklere å spørre enn å finne fram boka.

[M67]

Om jeg skal gjette så er det en Boltzmann-fordeling Det er subkvalifisert gjetting. Skal grave det fram senere, bare jeg slipper å utlede det...

 

K

[Per-S]

Nå er vi kommet til det punktet der det begynner å bli mye matematikk og formler, jeg prøver å unngå det fordi det ender med eksersis i formellære.

 

Tanken som jeg antar ligger bak Amatør sitt spørsmål er egentlig helt sentral i trådstarters spørsmål, men er ikke mulig å beregne uten en masse forutsetninger eller detaljert beskrivelse av både våpen, kruttype, mengde krutt og temperaturforhold.

Forbrenningsproduktene fra krutt har ikke samme sammensetning hele tiden, det foregår kjemiske reaksjoner selv etter at gassene er kommet ut munningen. Det påvirker både temperatur, trykk og molekylsammensetning.

Det finnes beregningsprogrammer for slikt, men i praksis er beregningsprogrammene skjelden helt i overenstemmelse med målte verdier.

[LeBoost]

En velkonstruert dyse vil lett kunne øke skyvkraften fra en motor med 50%, så at den har en effekt er det ingen tvil om. Og selv om forholdene ikke er identiske i et skytevåpen vil nok en dyse kunne gi en merkbar økning i rekylen. Men virkningsgraden på en slik dyse minsker med økende vinkel, en rett flate som munningen utgjør skal i teorien ikke ha noen effekt.

 

Jeg har flere ganger lurt på dette, siden ei "con-di"-dyse er "regelen" i en rakett...

Hva så da med flammedemperen på G3'en (og flere andre diverse våpen...) som har en divergerende form?

Denne formen skulle da etter teorien fungere som "rekylforsterker"?

[KviteKrist]

Jeg har tenkt på det samme, men skal det være noen vits må man få noen reelle tall ut av det hele. Et akselerometer burde være perfekt, men jeg har ikke slikt liggende.

 

Har ein testbenk med loadcell. Burde få brukbare resultat fra dette. "Problemet" er festing av rifle. Skuddet må nødvendigvis gå rett til værs i ein slik test ialefall.

[Tolvsju]

Ære være genuin entusiasme, men hvis dere gidder rigge til en måling av rekyleffekten av munningsarealet - så blir jeg imponert - eller skremt. Det må da være noe nyttigere å gjøre

[Fulmen]

Jeg forbeholder meg retten til å være uenig

[Eirik]

Fulmen: Hadde jeg hatt et akselerometer hadde jeg komt kjørende med en gang! Om en lite nyttig så er praksis mye bedre en teori, spesielt når det blir terping på over-nerd nivå på detaljer. Men hvis jeg skulle finne et, bør vi teste flere ideer en din med plate på munningen:

 

I tilfelle A er det ingen modifikasjon. I tilfelle B er det en effektiv rakettdyse skrudd på tuppen av løpet. Og i tilfelle C er det et større rør på tuppen som er optimalisert for å gjøre det som vises på tegningen.

 

 

Vil da rekylen bli C

[M67]

Om en lite nyttig så er praksis mye bedre en teori, spesielt når det blir terping på over-nerd nivå på detaljer

Jepp, 3 uker på labben er mye bedre enn en time på biblioteket

 

K

[Fulmen]

Eirik:

 

Jeg klarer ikke å forstå hvorfor C skulle gi mindre rekyl, tenker du på et undertrykk på munningen?