Wie bekommen wir Überschallkugeln?

Ich habe kürzlich im WorldBuilding-Forum eine Frage zu Granaten und Kugeln beantwortet . Eines der Dinge, die aufkamen, war, dass ich argumentierte, dass rauchloses Pulver in einer Gewehrpatrone explodieren könnte, wurde aber in Frage gestellt. Kommentatoren sagten, dass rauchfreies Pulver nur bei normalem Gebrauch verpufft.

Dies lässt mich jedoch mit einer Frage zurück. Wie können wir eine Kugel nur mit einer Schalldruckwelle auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigen? Wenn sich die Kugel der Schallgeschwindigkeit nähert, sollte die Druckwelle die Kugel nicht weniger effektiv drücken? Mir scheint, dass eine Kugel, die sich mit Schallgeschwindigkeit fortbewegt, nicht in der Lage sein sollte, von einer Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit gestoßen zu werden.

Wie funktioniert das?

Auch Schwarzpulver kann eine Kugel mit Überschall befördern. Mein Verständnis ist, dass es verpufft.
Deflagration (lat.: de + flagrare, "herunterbrennen") ist eine Unterschallverbrennung, die sich durch Wärmeübertragung ausbreitet; heißes brennendes Material erhitzt die nächste Schicht aus kaltem Material und entzündet sie. Die meisten "Feuer", die im täglichen Leben zu finden sind, von Flammen bis hin zu Explosionen wie der von Schwarzpulver, sind Verpuffungen. Dies unterscheidet sich von der Detonation, die sich durch Stoßwellen mit Überschallgeschwindigkeit ausbreitet und eine Substanz extrem schnell zersetzt. Wikipedia.

Antworten (2)

Die Schallgeschwindigkeit nimmt mit zunehmendem Druck zu. Unter der Annahme idealen Verhaltens lautet die Beziehung:

v = γ P ρ

oder gleichwertig:

v = γ R T M

Wo M ist die Molmasse.

In einem Gewehrlauf steht das Gas unmittelbar nach dem Abblasen der Ladung unter sehr hohem Druck und ist sehr heiß, sodass die Schallgeschwindigkeit viel höher ist als unter Umgebungsbedingungen.

Bezüglich "sehr hoher Druck", siehe en.wikipedia.org/wiki/Chamber_pressure

Deflagration bedeutet, dass sich die Verbrennung langsamer als die Schallgeschwindigkeit im Kraftstoff durch den Kraftstoff bewegt . Es sagt nichts über die Geschwindigkeit des resultierenden Gases aus oder wie es mit der Schallgeschwindigkeit in diesem Gas verglichen wird (und die Schallgeschwindigkeit in Feststoffen ist im Allgemeinen höher als die von Gasen). Das bei der Verbrennung freigesetzte Gas befindet sich nicht im Gleichgewicht, daher sind Eigenschaften wie "Druck", "Temperatur" und damit "Schallgeschwindigkeit" nicht vollständig definiert.

Dies begrenzt jedoch den Verbrennungsprozess. Wenn sich das Medium schneller bewegt als die Flammenfront, wird unverbrannter Kraftstoff stromabwärts der Flammenfront niemals verbrannt. Das ist eine gewaltige Vereinfachung. Es gibt viele Nuancen in Bezug auf diese Geschwindigkeit in Bezug auf was usw., aber das Ergebnis ist, dass die Geschwindigkeit des resultierenden Gases uneingeschränkt begrenzt ist und unter anderem von der Verbrennungsgeschwindigkeit abhängt.
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