Tofotpress når en jakter uten tofot

[hewi]

Det denne gjengen holder på med synes jeg er interessant å se. Litt fysikk for dummies, og viderekommende. Flere videoer enn denne på youtube. Etter det jeg har sett av slow-mo videoer, så er kula ute av løpet "lenge" før rekylimpulsen starter. 

 

[amatør]

Du imponerer hvis du kan se impuls, eller hastighet for den saks skyld. 
 

Det du ser er posisjonen til geværet og posisjonen til kula. Men det er riktig geværet flytter seg nesten ingenting før kula er ute, men farten har geværet allerede fått. 

[pondus63]

Fine bilder av jetstrømmen på vei ut

 

 

 

 

 

 

 

[M67]

La oss si at gassen som dytter kula ut, i det kula er i munningen - har et tyngdepunkt, som nå har flyttet seg til midt i løpet. Altså har gassen til nå hatt halve kulehastigheten i snitt. Det vil være trykkbølger her, som kompliserer, og strømningsmotstand, som gjør at gassens tyngdepunkt ikke er helt halvveis , men la oss runde den av til det.

Er nå bevegelsesmengden til kula amatørens 150gr i 1000m/s, og han fyrte med 50gr krutt - så er gassens bidrag til rekylen - fram til kula slipper - 50gr i 500m/s, 1/4 *1/2 = 1/8 av rekylen - som er skapt fram til kula slipper. (EDIT, rettet til 1/4 fra en merkelig 3-del som hadde sneket seg inn)

 

Nå akselererer gassen uten plugg i løpet, men mot sonisk hastighet i den aktuelle gass og temperatur. Den første gassen som kommer ut får svært høy hastighet - men den ekspanderer jo i løpet bak, og da faller både trykk, og ikke minst temperatur - og med temperatur, volum, og hastighet... Det er heller ikke lik temperatur i hele løpet, og trykket og temperaturen faller raskest ved munningen - og den kaldere gassen med lavere lydhastighet virker som en plugg for gassen bak. Det betyr at hastigheten på gassen som kommer ut avtar kraftig, og bevegelsesmengden den har er begrenset.

 

En annen måte å se det på er trykket mot hylsebunnen (tverrsnittsarealet i løpet). Integrer over tiden det virker (kraft * tid = bevegelsesmengde), så har en rekylen. GRT og QL kan gi svaret fram til kula slipper, men jeg vet ikke om disse vil regne forbi det punktet. Gitt trykket i det punktet, så burde det gå an å estimere trykkforløpet etterhvert som volumet tømmes - men jeg kjenner ikke at jeg orker diff-ligninger akkurat nå.

 

K

Edited December 14, 2020 by M67

[amatør]

Summen av 150 og 50 er 200, så 50 er 1/4 av totalen, så bytter du 1/3 med 1/4 er vi enige.

[M67]

1 minute ago, amatør said:

Summen av 150 og 50 er 200, så 50 er 1/4 av totalen, så bytter du 1/3 med 1/4 er vi enige.

Aldri vært god i prosentregning... 

 

K

[hewi]

1 hour ago, amatør said:

Men det er riktig geværet flytter seg nesten ingenting før kula er ute, men farten har geværet allerede fått.

Sant, men med tanke på hvor mye rekylopptak/press har å si, så vil jeg påstå at det betyr lite, så lenge det er likt  fra skudd til skudd. Det som kuker til treffpunkt mest er dårlige avtrekk og at en "møter" rekylen. 

[Per-S]

Det er gjennomsnittshastigheten for gassen som er 1500 m/s.

Makshastighet er rundt 3500 m/s og i enkelte systemer er gjennomsnittshastighet opp mot 3000 m/s.

Denne hastighetsøkningen kommer etter at kulen har forlatt løpet. 

Om man da respektere Newtons lov er det åpenbart at gassens massesenter øker hastigheten etter at projektilet har forlatt løpet. Dette gir åpenbart også en videre akselerasjon av våpenet etter at projektilet har forlatt løpet.

På molekylnivå er det slik at molekylene i kruttgassene har mye høyere hastighet enn gassens massesenter og når projektilet har forlatt løpet kan enkeltmolekyler forlate løpet. Disse har da kollidert med andre molekyler eller løpsveggene inntil de slipper fri ut av løpet. Da blir det en motsatt rettet impuls som er overført til andre molekyler eller løpsveggene.. Amatørs beskrivelse av disse kollisjonene er feil, på molekylnivå er løpsveggene ru som et grovt sandpapir og hvert eneste molekyl som kolliderer med løpsveggen gir en motsatt rettet impuls. Dette skjer i hele løpets lengde, men den eneste retningen molekylene kan unnslippe er ut av løpet. Derfor blir det en rekke enkeltmolekyler som unnslipper og som overfører impulser i motsatt retning. Summen av disse impulsene er det som fortsetter å øke rekylhastigheten til våpenet etter at projektilet har forlatt løpet.

[amatør]

22 minutes ago, Per-S said:

på molekylnivå er løpsveggene ru som et grovt sandpapir og hvert eneste molekyl som kolliderer med løpsveggen gir en motsatt rettet impuls.

Da molekyler går i alle retninger, også bakover, vil summen av disse impulsene som som treffe løpsveggen ha retning forover. Også om overflaten er ru. Siden det er en gasstrømm i røret, er det også strømningsmotstand. Blåser man gass igjennom ett rør får man en kraft fra gassen mot røret som har samme retning som strømmen. Strømningsmotstanden er en liten effekt.

 

26 minutes ago, Per-S said:

Dette skjer i hele løpets lengde, men den eneste retningen molekylene kan unnslippe er ut av løpet. Derfor blir det en rekke enkeltmolekyler som unnslipper og som overfører impulser i motsatt retning. Summen av disse impulsene er det som fortsetter å øke rekylhastigheten til våpenet etter at projektilet har forlatt løpet.

Helt riktige, det er bare i munningen gassen unnslipper.

 

Summen av disse impulsenene blir lik trykket i kammeret ganger arealet av løpet integrert over tiden. Så hvor høyt er trykket i hylsa i det kula går ut av løpet, og hvor stor er tidskonstanden til tømmingen?

[Midt-I]

11 hours ago, M67 said:

Aldri vært god i prosentregning... 

 

K

Hjelper heller ikke å forkludre det til med engelske måleenheter når det skal regnes fysikk

[Per-S]

28 minutes ago, amatør said:

Summen av disse impulsenene blir lik trykket i kammeret ganger arealet av løpet integrert over tiden. Så hvor høyt er trykket i hylsa i det kula går ut av løpet, og hvor stor er tidskonstanden til tømmingen?

Du har fremdeles ikke forstått fysikken her.

Prøv tilnærmingen din på en rakettmotor og se hva du får som resultat. Da vil du oppdage at din tolking av fysikken er feil.

Beregn om trykk og dyseareal gir korrekt skyvkraft for en rakettmotor.

[bardp]

8 minutes ago, Per-S said:

Beregn om trykk og dyseareal gir korrekt skyvkraft for en rakettmotor.

Nei det blir det ikke men det blir rett for en jetmotor.

Edited December 15, 2020 by bardp

[amatør]

Joda, jeg har kontroll på fysikken. Jeg har antatt at trykket som virker på ringarealet til munningen er neglisjerbar for et gevær. I en rakettmotor er det en traktformet dyse som gjør at trykket utenfor munningen har et stort areal å virke på. 

 

Skyvkraften til en rakettmotor får man ved å integrere det lokale trykket over alle trykksatte arealer. Det må selvsagt regnes med vektorer.  Det er ekvivalent å si at det er trykket som skaper kraften, og de høye hastighetene til gassen er en nødvendighet for å greie å opprettholde trykkgradienter, som å si at det er motkraften til kraften man trenger for å akselerere gassen som driver raketten.

 

 

 

 

[amatør]

Tilnærmingen min til en rakettmotor er identisk med den som beskrives i wikipedia

 

Quote

Rocket thrust is caused by pressures acting in the combustion chamber and nozzle. From Newton's third law, equal and opposite pressures act on the exhaust, and this accelerates it to high speeds.

 

Rocket engine - Wikipedia

 

 

 

 

 

Edited December 15, 2020 by amatør

[Gillen]

Det jeg lurer på er om vi nå har beveget oss en smule ut på vidda, eksempelvis Hardangervidda og ikke Vidden på Ulriken, som forøvrig er mye mindre enn H.

[amatør]

Dette er et diskusjonsforum, vi kan vel diskutere de påstandene som bli lagt frem. 

[Gillen]

Enig,- og da er det vel også ok å stille spørsmål om det ikke er på tide å vende tilbake til hva TS spør om ?

[Per-S]

On 12/15/2020 at 9:50 AM, amatør said:

Summen av disse impulsenene blir lik trykket i kammeret ganger arealet av løpet integrert over tiden. Så hvor høyt er trykket i hylsa i det kula går ut av løpet, og hvor stor er tidskonstanden til tømmingen?

Din forklaring om rakettmotoren er ikke i samsvar med dette utsagnet. Både kruttgassene fra geværmunningen og gassene fra en rakettmotor opptrer på samme måte. Etter at kulen har forlatt munningen øker hastigheten på kruttgassene mye, på samme måte som i rakettmotoren der kruttgassene øker hastighet etter at de har kommet ut av den smale dysen som tilsvarer munningen på løpet. 

Den hastighetsøkningen fører til en tilsvarende impuls overført til våpenet slik at rekylen fortsetter å øke etter at projektilet ha forlatt løpet. Dette er målbart både som målt rekyl og som målt hastighet på kruttgassene, det kan også sees på high speed opptak.

For det opprinnelige spørsmålet til trådstarter er dette av betydning, det bidraget til rekyl som tilføres etter at projektilet har forlatt munningen vil ikke påvirke treffpunktet. Rekylopptak er derfor viktigst tidlig i rekylbevegelsen om det skal ha noen betydning.

Det er et gammelt ordtak som sier at en kan leie hesten til vann, men man kan ikke tvinge den til å drikke.

I denne tråden er rekyløkingen etter at kulen har forlatt løpet tilstrekkelig belyst.

[amatør]

50 minutes ago, Per-S said:

Det er et gammelt ordtak som sier at en kan leie hesten til vann, men man kan ikke tvinge den til å drikke.

Du vet at dette er hersketeknikk? 

 

Det er du som ikke forstår fysikken. Forklaringen av rakettmotoren stemmer med utsagnet.

 

Istedet for å bare skrive at det jeg skriver er feil, kan du ikke peke på hva du mener er feil av disse utsagnene:

 

1. Kun kraft som virker på våpenet virker på våpenet. (ref tråden om belastning av låsen i brekkvåpen)
2. På et makroskopisk nivå overføres krefter fra en gass til en overflate via trykk eller strømningsmotstand (selv om på mikroskopisk nivå er dette et stort antall støt fra gassmolekyler som treffer veggen.
3. Etter at kula har forlatt løpet (også før) strømmer gassen fremover. Strømningsmotstand virker mot strømmen på gassen, som betyr at motkraften virker på løpet fremover.
4. Tilsvarende er det friksjon mellom kula og løpet, friksjonen virker mot bevegelsen til kula, så motkraften virker på løpet fremover
5. Kun trykk som virker på overflater som har en komponent av flatenormalen parallelt med løpsaksen gir kraft langs løpsaksen. I tillegg er hele systemet rotasjonssymmetrisk, så trykk som virker på flater som har flatenormal normalt på løpsaksen vil i sum gi null kraft.
6. Inne i kammeret gir summen av kreftene en kraft som går bakover som er lik trykket ganger arealet av løpet. Det at patronbunnen er større en løpet, blir kansellert av trykk som virker på det projiserte ringarealet som er fremover.
7. Før kula forlater løpet er det tre krefter som virker på våpenet. Trykket i bunnen av patronen, motkraften til friksjonen til kula og motkraften til strømningsmotstanden til våpenet. Summen av trykkreftene gir en kraft bakover og de to motkreftene virker fremmover. Summen av disse kreftene er ikke null, og summen gir en kraft bakover.
8. Når kula forlater løpet opphører motkraften til friksjonen, noe som gir en abrupt økning av nettokraften bakover.
9. trykket rett utenfor munningen stiger noe, dette gir en trykkraft bakover, som er lik trykket på utsiden av munningen ganger ringarealet til munningen. Dette er en kraft som kommer abrupt i det gass kommer ut rett etter kula. (denne kraften har jeg antatt er liten, og siden trykket faller raskt, faller denne kraften raskt)
10. Med andre ord, etter at kula er ute, er det bare vekselvirkningen mellom gass og løp/pipe/kammer som virker på geværet.
11. Når kula forlater løpet, begynner trykket å falle inne i løpet. Det er ingen ting som gjør at trykket stiger noe sted.
12. Trykket faller raskere ved munningen enn inne i patronhylsa.
13. Om man deler opp gassen i volumelementer, så akselereres de fremre volumelementene mest, mens den som er helt i bunnen av hylsa står stille.
14. Gassen får impuls både før og etter at kula er ute.

 

 

Fremdriften til raketter skyldes ikke at gassen akselereres, fremdriften skyldes trykket. Men motkraften til fremdriften akselerer gassen, Det er ingen ny kraft som dukker opp når gassen akselerer. Kraften er der hele tiden i trykket.

 

Det at gassen er kompressibel gjør at trykket i patronhylsa ikke faller umiddelbart slik at det er rekylkrefter også noe tid etter at kula har forlatt løpet.

 

[SuperZ]

Nå har jeg lest hele denne tråden og tenker at det er flott å ha en plass å diskutere slikt på!
Det er kommet mange gode innspill i denne tråden og det er interessant lesing.
Hovedspørsmålet er vel hvor stor del av rekylen opptrer etter at kula har forlatt løpet. Dette har vært presentert røffe estimater på dette i denne tråden.
Hvis man har til hensikt å bestemme rekylkraften etter at kula har forlatt løpet med stor grad av nøyaktighet har ingen her presentert gode nok data til å beregne dette tilnærmet "eksakt".
 

On 12/14/2020 at 1:02 PM, Fysikeren said:

Se på linken fra @vavlo den deler rekylimpulsen inn i 3 deler

1 Fra akselerasjonen til kulen

2 Fra akselerasjonen til gassen mens kulen fortsatt er i løpet

3 Fra gassen etter at kulen har forlatt løpet

 

Bidraget fra punkt 3 er betydelig større enn fra punkt 2. 

Det er kanskje ikke selvfølgelig, men det er riktig. 

 

 

 

1) Akselerasjonen til kula kan måles nøyaktig og er derfor lett å regne om til rekyl.

2) Akselerasjon av kruttgasser fra kammeret og fram til et hypotetisk massesenter midt i løpet før kula forlater munningen må vi vel kunne ta for god fisk uten å ta med bidrag for stømningsmotstand etc. Denne regner jeg som en "tilnærming nær nok virkeligheten" til å ikke krangle på.

 

3)Beregning av akselerasjon av kruttgasser etter kula har forlatt løpet er imidlertid ikke enkelt å gjøre eksakt. Disse vil også gi rekyl etter min oppfatning.
Det vil være en grov forenkling å si at hele kruttmassen skal akselereres fra starthastighet = 1/2*utgangshastighet og opp til 1500 eller 3500m/s.
Starttrykket for denne beregningen er jo god (nok til å bruke i videre beregninger) dersom man beregner den i QL eller GRT, men forløpet videre blir en møysommelig beregning, men det forundrer meg litt at ingen har kommet med beregninger fra dataverktøy på dette enda.
Her innfører jeg gjerne en ny ukjent. "Forbrenningsgaden av krutt før kula forlater løpet", som gjør det hele enda mer komplekst. 

Derfor mener jeg det er en grov forenklig å presentere verdier som at 25% av rekyl skyldes "akselereasjon av gassen etter at kula har forlatt løpet". 
Personlig må jeg innrømme at jeg ikke ser helt poenget i å skulle finne et eksakt svar på dette spørsmålet, men dikusjone i seg selv er meget interessant.

 

Derfor deler jeg M67's oppfatning rundt dette.

 

On 12/14/2020 at 10:06 PM, M67 said:

La oss si at gassen som dytter kula ut, i det kula er i munningen - har et tyngdepunkt, som nå har flyttet seg til midt i løpet. Altså har gassen til nå hatt halve kulehastigheten i snitt. Det vil være trykkbølger her, som kompliserer, og strømningsmotstand, som gjør at gassens tyngdepunkt ikke er helt halvveis , men la oss runde den av til det.

Er nå bevegelsesmengden til kula amatørens 150gr i 1000m/s, og han fyrte med 50gr krutt - så er gassens bidrag til rekylen - fram til kula slipper - 50gr i 500m/s, 1/4 *1/2 = 1/8 av rekylen - som er skapt fram til kula slipper. (EDIT, rettet til 1/4 fra en merkelig 3-del som hadde sneket seg inn)

 

Nå akselererer gassen uten plugg i løpet, men mot sonisk hastighet i den aktuelle gass og temperatur. Den første gassen som kommer ut får svært høy hastighet - men den ekspanderer jo i løpet bak, og da faller både trykk, og ikke minst temperatur - og med temperatur, volum, og hastighet... Det er heller ikke lik temperatur i hele løpet, og trykket og temperaturen faller raskest ved munningen - og den kaldere gassen med lavere lydhastighet virker som en plugg for gassen bak. Det betyr at hastigheten på gassen som kommer ut avtar kraftig, og bevegelsesmengden den har er begrenset.

 

En annen måte å se det på er trykket mot hylsebunnen (tverrsnittsarealet i løpet). Integrer over tiden det virker (kraft * tid = bevegelsesmengde), så har en rekylen. GRT og QL kan gi svaret fram til kula slipper, men jeg vet ikke om disse vil regne forbi det punktet. Gitt trykket i det punktet, så burde det gå an å estimere trykkforløpet etterhvert som volumet tømmes - men jeg kjenner ikke at jeg orker diff-ligninger akkurat nå.

 

K

 

 

 

[SuperZ]

Nå tror jeg ikke svaret på spørsmålet ligger i å diskutere kruttgassenes gjennomsnitlige utgangshasighet og bruke dette som grunnlag for en beregning, men heller bruke metoden som M67 er inne på med å se på trykk mot hylsebunnen i et areal lik løpstverrsnittet. (Arealet er forøvrig ikke så interessant i denne sammenhengen da det er den prosentvise andelen man ønsker å bestemme)
Data for å gjøre en slik beregning må skaffes via målinger av kammertrykk. Da kan man beregne den totale rekylen. Man kan da også beregne rekyl før og etter kula forlater løpet. Først da er man nær en "fasit" på hvor stor del av rekylen som skyldes kruttgasser etter kula har forlatt løpet.

Dersom noen sitter på slike målinger helt fra 0 trykk før avfyring til 0 trykk etter avfyring samt tidspunkt da kula forlater løpet (angitt som kryss på kurvene nedenfor) burde beregningen i seg selv være relativt rett fram.

https://www.shootingsoftware.com/pressure.htm

 

[Tolvsju]

Artig å se en skikkelig varm diskusjon igjen. Som alltid er trådstarterens opprinnelige spørsmåle glemt i alt veistøvet:-)

 

Amatør har sagt det gjentatte ganger, og M67 har også konkludert etterhvert, og det kan ingen med sine fulle fem mene er feil: Det eneste som generer rekyl er trykket i kammeret som virker mot støtbunnen, med netto løpsareal, i den tiden det er trykk tilstede.

 

Tror kanskje noen er "blendet av munningsglimtet" i dobbel forstand.

 

Det at munningsgassen aksellereres og ekspanderer etter at kula forlater løpet er ikke et ekstra arbeid som tilføres kruttgassen, det er jo bare en konsekvens av at trykket ute er 0. Jobben er allerede gjort inne i løpet.

 

 

Etter at kula kar forlatt løpet er bidraget til økt rekyl kun den tregheten kammeret opplever med å skyve ut resten av kruttgassen, (mottrykket, raketteffekten) men den lille trykktransienten bidrar lite.

 

Amatør holder tunga beint i munnen på en imponerende måte i diskusjonen. Jeg kan ikke se én feil i det han skriver her.

[Per-S]

Nå er det slik at fakta er kjent, rekylen fra kruttgassene etter at projektilet har forlatt munningen er et vesentlig bidrag til total rekylimpuls. Gasshastigheten er målt for svært mange systemer og er for høynivå rifle er gjennomsnittet nærmere 1500 m/s. (avhengig av løpslengde og kruttype). Dette er også verifiserbart ved noe så enkelt som å måle rekylen på et våpen. De indreballistiske kalkulasjonene med kulevekt, kruttvekt er enkle frem til kulen forlater munningen. Deretter er det uenigheten oppstår, men en enkel beregning av massefarten for våpenet minus massefarten fra kule og krutt i løpet vil gi massefarten for kruttgassene utenfor løpet. Den økte hastigheten av kruttgassene etter projektilet har forlatt munningen medfører en motsatt rettet impuls i våpenet som gir rekylkrefter etter at projektilet har forlatt munningen.

Når det gjelder amatørs 14 bud så er jeg mer interessert i hvorfor disse ikke beregner øking i gasshastighet etter at projektilet har forlatt munningen enn å diskutere grunnleggende fysikk.

For de som vil teste dette er det kun å henge et våpen opp som en ballistisk pendel, avfyre og måle rekyllengde.

Da er resten enkel matematikk. Lykke til.

[vavlo]

Interessant å følge med på. Jeg konstaterer iaf at når det kommer «gass» ut av ett eller annet hull, enten det nå er fra en luftslange på verkstedet eller fra løvblåseren så må en holde i om hullet ikke skal stikke av. 

[amatør]

4 hours ago, Per-S said:

Når det gjelder amatørs 14 bud så er jeg mer interessert i hvorfor disse ikke beregner øking i gasshastighet etter at projektilet har forlatt munningen enn å diskutere grunnleggende fysikk.

 

Det at du spør etter akselerasjonen av gassen er hele essensen til hvorfor du ikke forstår dette. Det er trykket som skaper akselerasjonen, og det er trykket som genererer rekylen. Om man vet trykket, trenger man ikke vite noe om gassen. Men noe vi vet er at om alt kruttet er brent opp, så stiger ikke trykket etter at kula kommer ut.

 

Siden du ikke svarer tydeligere antar jeg at du er enig i alle de 14 punktene?

 

4 hours ago, Per-S said:

Dette er også verifiserbart ved noe så enkelt som å måle rekylen på et våpen.

Det omdiskuterte temaet, er ikke hvor mye impuls som havner i gassen. Det er som du skriver lett å måle, men hvor mye som gassen får før og etter at kula kommer ut av munningen.

 

Er du enig i at gassen både får impuls før og etter at kula har kommet ut? Om du er enig i dette er er du vel enig i at om gassen får 25% av rekylimpulsen totalt, så får gassen mindre enn 25% etter at kula har kommet ut?

[amatør]

3 hours ago, vavlo said:

Interessant å følge med på. Jeg konstaterer iaf at når det kommer «gass» ut av ett eller annet hull, enten det nå er fra en luftslange på verkstedet eller fra løvblåseren så må en holde i om hullet ikke skal stikke av. 

Ja, men det er ikke strømmen av gass som skaper kraften, det er det at det er høyere trykk inne i løvblåseren enn utenfor. Men om det ikke strømmer luft, er det umulig å vedlikeholde et høyere trykk , så lenge det er åpent i tuppen. 

 

 

[M67]

1 hour ago, amatør said:

Ja, men det er ikke strømmen av gass som skaper kraften, det er det at det er høyere trykk inne i løvblåseren enn utenfor. Men om det ikke strømmer luft, er det umulig å vedlikeholde et høyere trykk , så lenge det er åpent i tuppen. 

Det er nå to sider av samme sak. I løvblåseren er trykket svært lavt, og det er ikke noe skyvkraft fra forskjellen i trykket i gassen ved utløpet, og atmosfæretrykket. Dette er det et lite bidra fra i rifla, og et stort (større) i raketten som er omtalt tidligere her.

Trykket fra vifta i løvblåseren setter opp en luftstrøm, en massestrøm, og skyvkraften F = massestrømmen x hastigheten

Multipliser med tiden den virker, og du har bevegelsesmengden løvblåseren har fått om den var opphengt fri til å akselerere. mv (løvblåser) = mv (luft)

Uansett er poenget tatt, rekylen kommer delvis fra gassen, og en del av den rekylen som kommer fra gassen kommer før kula flyr, derfor er det bare en (annen ) del av rekylen som kommer fra gassen etter at kula har passert munningen. 
 

Denne lille delen kommer delvis fra mv i gassen som er i løpet i dette øyeblikket (drevet av trykket) Dersom kruttet har brent opp - noe det ofte har - så tilføres ikke energi, og gassens totale mv kan ikke øke (eller minke så veldig mye, siden tiden er for kort til å tape energi på varmeovergang) Noe av gassen akselerer, men ekspansjonen bruker varme, som får resten av gassen til å sakke ned. Dette vises tydelig på høyhastighetsvideoene.
Og, siden vi var enige om at gassens tyngdepunkt er midt i løpet når kula er i munningen, så er det halvparten igjen - og halvparten av gassens bevegelsesmengde forlater våpenet etter at kula forlater munningen.

 

Dette siste er et postulat, knapt gjennomtenkt, så @amatør et al?

 

K

[Torf]

106mm RFK har jo også interessant fysikk i denne sammenhengen.

Om ikke annet smeller den noe helt infernalsk. Uten sammenkikning det jævligste jeg har vært i næreheten av:

 

 

[Per-S]

On 12/12/2020 at 1:39 PM, amatør said:

Så siden trykket ikke stiger voldsomt etter at kula har forlatt løpet, så blir det ingen stor kraft som kommer etter at kula er ute. 

Dette er ett av dine første innlegg i tråden.

Rekyl impuls av kruttgasser i løpet er: 0,5 x kruttvekt x Vo.

Rekylimpuls av kruttgasser etter projektilet har forlatt løpet er: kruttvekt x 1500.

Bidraget fra kruttgassene etter at de har forlatt våpenet er derfor tre ganger større enn bidraget før kulen har forlatt løpet. Du må kunne forklare dette med dine teorier, teorier som ikke stemmer med virkeligheten er ikke korrekte. 

Det er dette vi har diskutert, og jeg har forklart hvorfor resultatet blir slik.

I tillegg bør du lese dine egne innlegg fra samme tidsrom før og etter det som jeg siterer. Der du kommer med nedlatende kommentarer til fysikerens innlegg og der du kommer med flere uriktige påstander.

Det hjelper ikke å vri diskusjonen over på andre forhold og diskutere fysikkteori for å vri seg unna sine egne innlegg.

 

[amatør]

12 hours ago, Per-S said:

Rekylimpuls av kruttgasser etter projektilet har forlatt løpet er: kruttvekt x 1500.

Bidraget fra kruttgassene etter at de har forlatt våpenet er derfor tre ganger større enn bidraget før kulen har forlatt løpet. Du må kunne forklare dette med dine teorier, teorier som ikke stemmer med virkeligheten er ikke korrekte. 

Om 1500 m/s er gjennomsnittshastigheten til gassen etter at kula har gått ut, og gjennomsnittshastigheten før kula har forlatt løpet, så får gassen 2/3 av impulsen etter at den har forlatt løpet, og 1/3 før. så i så fall er bidraget dobbelt, ikke tre ganger.

 

Men, som du skriver er det enkleste å måle er impulsen til geværet og impulsen til kula, etter at all kruttgass er ute. Differansen er det som må havne i gassen.

 

Men du har skrevet at inntil 25% av impulsen havner i gassen, og jeg ser at det ikke er unormalt med en kruttladning som veier en tredjedel av kula. Dvs 25% av den totale massen i kruttet og 75% av massen i kula. Alt krutt blir til gass og gassens masse er den samme som kruttets. For at 25% av impulsen havner i gassen betyr det at gjennomsnittshastigheten til gassen vil være lik hastigheten til kula, og ikke 1500 m/s

 

Og stemmer 25% betyr det at geværet får ca 87,5% av impulsen før kula er ute.

 

[Per-S]

25% er et greit rundt tall som er omtrentlig riktig for normale riflepatroner. Ser man på totalbildet er det store variasjoner. Gjennomsnittlig gasshastighet på 3000 m/s forekommer, det samme gjør hastigheter på4-500 m/s.

Allerede rundt 18/12 kom ett av de viktigste forhold som dokumenterer den høye hastigheten av kruttgassene frem i et innlegg. Det er virkningen av rekylbrems. En rekylbrems er avhengig av høy gasshastighet når gassen treffer interne flater. Fra eksisterende konstruksjoner ser vi at effekten er tilstede selv når deflektorer er flere cm fra munning. 

En rekylbrems reduserer rekyl med ca 1/3 for mange riflepatroner. Dersom vi antar en virkningsgrad på 30-50% er det relativt enkelt å beregne hvor mye impuls gassen må ha når den kommer inn i rekylbremsen. 

Dette dokumenterer at gassen øker svært mye i hastighet etter at projektilet forlater munningen.

[M67]

Quote

Dette dokumenterer at gassen øker svært mye i hastighet etter at projektilet forlater munningen

Det er det ikke tvil om. Men er det sikkert at (all) denne ekspansjonen bidrar til rekylen (i tilfellet uten rekylbrems)?

 

K

Edited December 19, 2020 by M67

[300 win mag]

Ja, dette var en interessant tråd om tofotpress Kan det være en idé å flytte innleggene om rekyldiskusjonen over til en egen tråd om rekyl og fysikk? 

[Per-S]

7 hours ago, M67 said:

Det er det ikke tvil om. Men er det sikkert at (all) denne ekspansjonen bidrar til rekylen (i tilfellet uten rekylbrems)?

Om ikke vil nok salige Isaac snu seg i graven!

[M67]

2 hours ago, Per-S said:

Om ikke vil nok salige Isaac snu seg i graven!

Han roterer nok greit allerede. Men faktisk er jeg temmelig overbevist om at en del av ekspansjonen blåser bakover forbi munningen og mot skytteren, uten å bidra til rekyl. Fester du ei dyse på munningen, så dyseåpningen er slik at trykket i dyseåpningen er lik atmosfæretrykket, så vill all ekspansjonen bidra til skyvkraft - det var du som begynte å sammenligne med raketter

 

K

[Per-S]

38 minutes ago, M67 said:

uten å bidra til rekyl

Om gassen har en impuls, så finnes det en motsatt impuls, ref Newton. Siden all gass kommer ut av munningen blir denne motsatte impulsen en rekylimpuls i våpenet. Faktisk får en en dyse i dette tilfellet. I det projektilet forlater munningen blir det en ringformet glipe mellom løpet og projektilet som oppfører seg som en dyse, i noen mikrosekunder. Men den senere sjokkbølgen rundt munningen vil på grunn av mobiliteten av molekylene ganske fort danne en sjokkfront rundt munningen der isobarene danner en elipsoide. Det gjør at en også får et munningssmell på standplass, selv om lyden er mye svakere enn rett fremfor våpenet.

[pondus63]

15 hours ago, M67 said:

Men faktisk er jeg temmelig overbevist om at en del av ekspansjonen blåser bakover forbi munningen og mot skytteren, uten å bidra til rekyl.

"revers mushroom"  ref video i min forrige post ... 1.30  in i video

 

 

[Tolvsju]

On 12/17/2020 at 10:17 PM, M67 said:

siden vi var enige om at gassens tyngdepunkt er midt i løpet når kula er i munningen, så er det halvparten igjen - og halvparten av gassens bevegelsesmengde forlater våpenet etter at kula forlater munningen.

 

Dette siste er et postulat, knapt gjennomtenkt, så @amatør et al?

 

K

Her gikk det kanskje litt fort? Vi er enige om at tyngdepunktet er ca. midt i løpet, men all gass er fortsatt igjen i løpet, og forlater munningen etter kula.

 

Overforenklet kan vi kanskje si at fremre halvdel av gassen allerede er akselerert (rekylimpuls avgitt), og nå gjenstår å trykke ut siste halvdel av gassen, og det skjer mens trykket stuper mot 0, derfor blir impulsen fra å akselerere ut andre halvdel av gassen liten.

[Tolvsju]

On 12/19/2020 at 9:03 AM, Per-S said:

En rekylbrems reduserer rekyl med ca 1/3 for mange riflepatroner. Dersom vi antar en virkningsgrad på 30-50% er det relativt enkelt å beregne hvor mye impuls gassen må ha når den kommer inn i rekylbremsen. 

Dette dokumenterer at gassen øker svært mye i hastighet etter at projektilet forlater munningen.

 

[Skru på den billedlige fantasien]

 

Ja, en rekylbrems har stor effekt. Jeg brukte bildet at vi er "blendet av munningsglimtet" i mitt første innlegg - og det mener jeg

- Hvis vi tenker oss en (sterk) ballong med høyt trykk inni.

- Så stikker vi hull på ballongen med en nål.

- da får "et kraftig munningsglimt"

- men ingen "rekyl" i noen retning

- gassen ekspandere i alle retninger ut fra senter av "ekspolsjonen"

- det er en konsekvens av at gassen har vært i en tilstand med høyt trykk...

- og så går den over til en tilstand med lavt trykk

- og det akselererer gassen til høy hastighet

 

Det samme skjer i en rifle.

Vi skyter ut en kule, og umiddelbart bak følger en høytrykksballong. Når denne ballongen kommer ut i friluft så "sprekker den". Det arbeidet denne "ballongeksplosjonen" gjør på omverdenen etter at den er kommet ut generer ikke rekyl. Det er i hovedsak arbeidet som gjøres for akselerere kula og "ballongen" som genererer rekyl. Det som gir et lite bidrag til økt rekyl er "congestion", dvs. at det er litt overfylt utenfor munningen med en gang, og dermed må vi trykke litt ekstra for å få ut resten av gassen (her kan vi snakke om isobarer og ellipsoider, som Per-S nevner), men trykket faller "som en stein" med en gang kula er ute, så bidraget er lite.

 

Som nevnt først, så virker rekyldempere. På imponerende vis. Men den rekylen rekyldemperen demper er ikke generert etter at kule og krutt forlot løpet. Det er mer riktig å se på det som to uavhengige prosesser.

 

1.      Krutteksplosjonen akselererer kule og kruttgasser ut av løpet. Ferdig! ( Med unntak av litt isobarer og ellipsoider)

2.      “Høytrykksballongeksplosjonen” som skjer med denne gassen når den er ute i det fri, er «bare» en konsekvens av at trykket her utenfor er 0, det er ikke patronen/kruttet/børsa som tilfører dette etterpå.
- Men! Det er en ressurs vi kan gripe tak i. Vi kan lage «Peltonturbiner» og snu retningen på denne gassen til å motvirke den rekylen som sendte ut «ballongen»

 

Hvis ikke går denne energien til spille i alle retninger, som M67 var inne på, uten at den ville gitt mer rekyl. Rekylen er allerede generert.

[Per-S]

Desverre Tolvsju, men her får du stryk i fysikk.

Jeg har tidligere i tråden forklart hva som skjer med kruttgassene når projektilet forlater munningen. Jeg vil ikke gjenta det så du får lese tråden en gang til.

Det eneste jeg ikke har brydd meg med å nevne er det du nevner om ulik hastighet på kruttgassene i løpet og hva det medfører for rekylimpulsen.

[Tolvsju]

1 hour ago, Per-S said:

Desverre Tolvsju, men her får du stryk i fysikk.

Jeg har tidligere i tråden forklart hva som skjer med kruttgassene når projektilet forlater munningen. Jeg vil ikke gjenta det så du får lese tråden en gang til.

Det eneste jeg ikke har brydd meg med å nevne er det du nevner om ulik hastighet på kruttgassene i løpet og hva det medfører for rekylimpulsen.

Det siste avsnittet ditt viser jo til at du også ser et poeng. Da kan du jo gi meg NG eller noe - og ikke stryk

 

Jeg «prøver»  - på veldig folkelig vis å unngå å bruke formler og fysikk-pensum-formuleringer, for det utelukker så mange.

En diskusjon som dette er egentlig vanskelig og krevende for alle. Spesielt når den føres rent digitalt. 

 

Jeg ser ikke dette som en fysikk-utfordring, men som en pedagogikk-utfordring.

Fysikkformler er åpenbart essensielle for å beregne riktige verdier, men det forutsetter at vi velger de riktige forutsetningene, - de riktige konseptene. Her er vi fortsatt på «konseptnivået». Vi må bli enige om virkemåten først, og har vi forståelse nok, og det er ikke sikkert vi behøver å gå inn på «fysikk»-nivået.

 

Du har åpenbart VELDIG mye kompetanse på mye innen området! Respekt!!

 

Men du har også mye ørevoks!

[Per-S]

6 hours ago, Tolvsju said:

Men du har også mye ørevoks!

Interessant formulering, jeg vet ikke om det er et kompliment eller en fornærmelse.

Jeg velger å se på det som et kompliment. Jeg lytter ikke på avsporinger og feile argumenter og kjører et emne til det er avklart.

I denne tråden kommenterte jeg noe som jeg antok var en svært enkel sak, nemlig at en stor del av rekylen oppstår etter at kruttgassene har forlatt løpet. De som har sett en videosnutt av et projektil som forlater som forlater løpet kan ikke unngå å se at kruttgassene kommer etter med svært stor hastighet og passerer projektilet. Likevel ble dette et maraton emne og det var åpenbart at de fleste ikke forsto fysikken. Jeg prøvde å ta det pedagogisk uten for mye formler, men til min store overraskelse fortsatte dette i mange innlegg på tross av at svaret og "beviset" ble påpekt tidlig i tråden, ikke bare av meg, men av flere andre.

En lyddemper fjerner mye av rekylen, hvorfor?

Impulsen fra projektilet blir jo litt større på grunn av noe hastighetsøkning. Kruttgassenes bevegelse i løpet er identisk. Uten kruttgassenes hastighetsøkning etter at projektilet har forlatt munningen skulle ikke lyddemper redusere rekyl, den skulle øke rekylen. Men, lyddemperen stopper mye av impulsen fra kruttgassenes hastighetsøkning etter at projektilet forlater munningen uten at noe av gassen får retning bakover som rekylbrems. Selv om gassen fremdeles har en stor hastighet fremover (derfor er det nå utviklet rekylbrems som frontmodul til lyddemper) blir det meste av impulsen fra kruttgassenes hastighetsøkning nøytralisert. 

Rekylreduksjon ved bruk av lyddemper skyldes at lyddemperen i stor grad (men ikke helt) fjerner effekten av kruttgassenes hastighetsøkning etter at projektilet har forlatt munningen. 

Da blir det så enkelt at rekylreduksjon ved bruk av lyddemper er litt mindre enn rekylbidraget fra kruttgassenes hastighetsøkning etter at projektilet har forlatt munningen.

De som har skutt et våpen med og uten lyddemper kan bevitne at rekylen ofte reduseres med en tredjedel eller mer. Det er da et direkte mål for hvor mye av rekylen som tilføres våpenet fra kruttgassenes hastighetsøkning.

Edited December 21, 2020 by Per-S

[Tolvsju]

Takk for at  du er tykkhudet nok til å ta det med et smil

 

Jeg bruker høytrykksballongallegorien igjen.

 

- kule og høytrykksballong er allerede akselerert og på vei ut løpet - impuls avgitt

- i rekyldemperen, og lyddemperen, fanger vi denne gassen som allerede har sin massefart, og får dermed "fanget" en motsatt impuls

- ekspansjonen gjør at vi faktisk klarer å fange gassen, men impulsen vi nå får ble, for det meste, skapt i løpet.

 

- hadde vi hatt en stor og kraftig "demper" så kunne vi fanget kula også. (Jeg klarer å forstå at det totalt sett er lite hensiktsmessig )

- Da ville vi fjernet rekylen helt.

- Den impulsen vi da fanger fra kula, "nøytraliserer" den impulsen som ble generert mens kula ble akselerert ut løpet

- har denne "kuleimpulsen" også oppstått etter kula forlot løpet?

 

Lyddemper og rekylbrems virker ikke ved å forhindre kruttgassene å generere rekyl, men ved å "ta impulsen tilbake".

Edited December 21, 2020 by Tolvsju

[Per-S]

45 minutes ago, Tolvsju said:

- Det ville vi fjernet rekylen helt.

Nei, våpenet ville flytte seg bakover så langt at tyngdepunktet ville forblitt på samme sted. Om dette hadde blitt noe særlig rekyl kan diskuteres.

47 minutes ago, Tolvsju said:

har denne "kuleimpulsen" også oppstått etter kula forlot løpet?

Impulsen til projektilet kommer når det blir akselrert, dvs inne i løpet.

 

48 minutes ago, Tolvsju said:

Lyddemper og rekylbrems virker ikke ved å forhindre kruttgassene å generere rekyl, men ved å "ta impulsen tilbake".

Her misforstår du totalt. Lyddemper kan ikke påvirke impulsen som genereres i løpet. Den impulsen som kruttgassene genererer i løpet er for liten til å gi noe særlig rekylreduksjon selv om lyddemperen stopper gassen helt. Les tråden om rekylbremsmodul på demper. Den eneste impulsen av noen størrelse som demperen kan redusere er den impulsen som gassene får etter at projektilet forlater munningen. Derfor er rekylreduksjon av demper nesten identisk med impulsen som gassene får etter at projektilet har forlatt munningen.

For øvrig har ballongen din sprukket, det som skjer med en lyddemper er som om du blåser opp ballongen og slipper tuten.

[Torf]

2 hours ago, Per-S said:

 

I denne tråden kommenterte jeg noe som jeg antok var en svært enkel sak, nemlig at en stor del av rekylen oppstår etter at kruttgassene har forlatt løpet. 

 

Ja, og i en RFK blir mesteparten av kruttgassene i stor hastighet ventilert bakover for å eliminerere rekylen av kruttgassene og projektilet som kommer ut av munningen. Riktig størrelse på drivladning i RFK er svært viktig for at regnestykket skal bli null rekyl i en gitt konstruksjon av kammer, løp og dyser.

 

Kanskje munningsbremsen på rifler burde vært flyttet til midt på løpet og vinklet bakover for å få mer effekt

Edited December 21, 2020 by Torf

[amatør]

4 hours ago, Per-S said:

I denne tråden kommenterte jeg noe som jeg antok var en svært enkel sak, nemlig at en stor del av rekylen oppstår etter at kruttgassene har forlatt løpet.

Nei, kruttgassene får så godt som all impuls inne i løpet. Men en del av impulsen får kruttgassene etter at kula har forlatt løpet. 

[vavlo]

Mener å ha observert at når kula «fanger» lyddemper, røsker den av, og sender den ut i teig så ender gjerne skytter opp med halvmåne. Hm. 

[FreeSkier]

44 minutes ago, vavlo said:

Mener å ha observert at når kula «fanger» lyddemper, røsker den av, og sender den ut i teig så ender gjerne skytter opp med halvmåne. Hm. 

Ikke sikkert det hadde skjedd, om kula og all gassen hadde stoppa i demperen og demperen fortsatt hadde sittet på rifla. Når demperen flyr av, så forsvinner jo mye av energien, som kunne ha "motvirka" rekylen (med litt forsinkelse) sammen med demperen og vekk fra selve rifla.

[Per-S]

1 hour ago, amatør said:

Nei, kruttgassene får så godt som all impuls inne i løpet.

Nå må du slutte å tulle!

Forklar hvordan en rekylbrems fungerer om gassene har halve hastigheten av kulen slik du prediker.

Deretter kan du forklare hvordan en lyddemper kan redusere rekylen mye, og i tillegg ha nok gasshastighet ut av demperen til at en rekylbrems fungerer om hastigheten på gassen er halve hastigheten til kulen i utgangspunktet.

Så kan du henge en rifle opp som ballistisk pendel og måle virkelig rekyl og sammenligne. Alle disse forhold er utredet og testet mange ganger.

[Tolvsju]

3 hours ago, Per-S said:

Her misforstår du totalt. Lyddemper kan ikke påvirke impulsen som genereres i løpet. Den impulsen som kruttgassene genererer i løpet er for liten til å gi noe særlig rekylreduksjon selv om lyddemperen stopper gassen helt.

Jeg har ikke prøvd å si at demperen påvirker den rekylimpulsen som oppstår i løpet, men den fanger og stanser denne gassen etterpå. Det gir våpenet en bremseimpuls som gir netto mindre rekyl.