Kann Explosionsenergie kanalisiert werden?

Immer wenn es in einem Gewehrlauf zu einer Explosion kommt, schießt die Kugel mit der Energie einer Explosion ab. Meine Frage ist:

Vermuten E Bei der Explosion wird Energie freigesetzt. Dann verbraucht das Geschoss fast die gesamte Energie oder nur einen Bruchteil davon, da der Rest der Energie dazu verwendet wird, gegen die Wände des Laufs zu drücken, was dann nur als Vibrationsenergie und schließlich in Wärme verschwendet wird. Ich meine, bedeutet das, dass die Kugel mit nur, sagen wir, 1/6 der gesamten Explosionsenergie beginnt (wenn man bedenkt, dass der Lauf zur Vereinfachung kubisch ist).

Siehe den Abschnitt „Schusswaffen-Energieeffizienz“ auf en.wikipedia.org/wiki/Physics_of_firearms für eine Energieaufschlüsselung einer typischen kleinen Schusswaffe. Es wird behauptet, dass nur 32 % der Energie in kinetische Energie des Geschosses umgewandelt werden. @JohnRennie: Ich dachte, der Prozentsatz wäre höher, wie Sie auch in Ihrer Antwort vorschlagen.

Antworten (1)

Wenn das Treibmittel explodiert, entsteht ein heißes Hochdruckgas, und der Druck dieses Gases drückt die Kugel entlang des Laufs.

Patrone

Die Energie des Geschosses ist gleich der an ihm verrichteten Arbeit, also der Energie in einiger Entfernung D Entlang des Laufs werden sein:

E = 1 2 M v 2 = A ∫ 0 D P ( X ) D X

Wo A ist die Fläche des Geschosses, obwohl die tatsächliche Berechnung des Integrals schwierig sein wird. Das Treibmittel brennt nicht sofort, daher ist der Druck eine komplizierte Funktion der Zeit sowie der von der Kugel zurückgelegten Entfernung. Es wird auch einen Reibungsterm geben, der von dieser Energie abgezogen werden muss, obwohl dies wahrscheinlich eine kleine Korrektur sein wird.

Du fragst:

da der Rest der Energie dazu verwendet wird, gegen die Wände des Fasses zu drücken, was dann nur als Vibrationsenergie und schließlich in Wärme verschwendet wird

aber das Gas wirkt nicht an den Wänden des Fasses, so dass auf diese Weise keine Energie verloren geht. Es wird jedoch ein gewisser Wärmeverlust an den Wänden des Laufs auftreten, der das Gas kühlt, seinen Druck senkt und den Arbeitsaufwand verringert, der an der Kugel ausgeführt werden kann. Die Dauer der Reise der Kugel durch den Lauf ist jedoch sehr kurz, sodass auf diese Weise wahrscheinlich nicht viel Wärme verloren geht. Die meiste Energie geht in die kinetische Energie des Geschosses über.

Ist es das Schießpulver, das durch chemische Reaktion zu Gas wird?
@ user115962: ja.
Das Gas hat immer noch einen hohen Druck, wenn die Kugel das Ende des Laufs erreicht, sodass ein Teil der Energie in Schallwellen übergeht, wenn sich das Gas ausdehnt. Ich kenne die Prozentsätze nicht, aber ich denke, es wäre eine erhebliche Menge an Energie für eine kurzläufige Waffe.
@James: ja, und ich weiß auch nicht, wie hoch der Druck ist, wenn die Kugel den Lauf verlässt. Ich würde jedoch vermuten, dass sich das Gas selbst für eine Pistole um mindestens den Faktor zehn ausgedehnt hat, sodass der Druck um 90% gesunken ist.
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