Kammertrykk
Innen skytevåpen er kammertrykket det trykket som utøves av hylsen til en patron mot kammerets vegger idet patronen avfyres. SI-enheten for kammertrykk er megapascal (MPa), men de utgåtte enhetene bar (1 bar tilsvarer 0.1 MPa) og pund per kvadrattomme (psi) brukes fremdeles av enkelte aktører.
Kammertrykket i moderne skytevåpen kan overstige 340.0 MPa,[1] og trykket som oppstår presser kulen gjennom løpet og ut av munningen. Under eksplosjonen utvider patronhylsen seg og fungerer som en forsegling mot kammerveggene, og det er denne utvidelsen som skaper trykket mot kammerveggene. Trygge makstrykk på fabrikkpatroner publiseres av aktører som CIP, NATO og SAAMI.
Målemetoder
[rediger | rediger kilde]Det er hovedsakelig 3 metoder som blir brukt for måling av kammertrykk:[2]
- Kobber-trykkenheter ved hjelp av en spesiell kobber-stukningssylinder
- Piezoelektriske manometre (trykksensorer)
- Strekklapper festet på pipen fremfor kammeret
Kobber-stukningssylinder
[rediger | rediger kilde]Inntil midten av 1960-tallet var dette den mest vanlige metoden for å måle kammertrykk. Den gikk ut på å bore et hull i pipen inn til kammeret hvor man satte inn en kobbertolk som fluktet med kammerveggen. Når man avfyrte en patron ble kobbertolken komprimert, og man tok deretter ut tolken for å måle hvor mye den hadde blitt trykt sammen i forhold til sitt opprinnelige mål. Ved hjelp av kjente egenskaper ved kobber kunne man dermed beregne seg fram til et trykk som ble uttrykt i kobbertrykk med passende enhet (f.eks. psi CUP eller atm CUP).[3] Metoden er har imidlertid sine svakheter, og dagens metoder for trykkmåling regnes som mer nøyaktige. Kobber-metoden brukes imidlertid fortsatt av enkelte til kontrollformål.[2]
Piezo-trykkmåling
[rediger | rediger kilde]På slutten av 1960-tallet hadde trykkmåling med piezoelektriskei manometre blitt den mest vanlige metoden for presis måling av kammertrykk. Den ligner på kobber-metoden ved at man borer et hull inn til kammeret, men istedet for en kobbertolk monterer man en kvartskrystall-sensor som kobles videre til elektrisk måleutstyr.[4] Den piezoelektriske metoden gir mer nøyaktige målinger enn kobber-metoden, og kan være mer kostnadseffektiv ettersom sensoren ofte kan gjenbrukes.
Strekklapp-måling
[rediger | rediger kilde]Måling med strekklapp regnes som den minst presise metoden for måling av kammertrykk, men er også minst kostbar og krever ingen permanente modifikasjoner på skytevåpenet.[2] Strekklappen festes på utsiden av pipen rett foran kammeret. Under avfyring strekker pipen seg et kort øyeblikk, og denne strekkingen blir målt av strekklappen.[5] I motsetning til kobber- og piezo-målinger er strekklapp-målinger vanskelige å kalibrere presist, og er derfor trolig mest nyttig for relativ sammenligning av ladninger.
Betydning for vedlikehold av skytevåpen
[rediger | rediger kilde]Kraften som ikke utøves mot støtbunnen og kammerveggene brukes til å presse kulen gjennom pipen. Ettersom volumet er relativt lite vil trykket være høyere nær kammeret enn på noe annet punkt i pipen. Sammenlignet med temperaturen som kruttet brenner på overføres det en relativt liten mengde av energien som varme fra kruttet til pipen, og hele prosessen kan derfor grovt sett betraktes som en adiabatisk prosess hvor ingen varme går tapt under den raske utvidelsen av gassene. Dermed kan den ideelle gassloven brukes for å uttrykke forskjellene i trykk etterhvert som kulen går gjennom løpet:[6]
P1(V1)κ=P2(V2)κ
eller
P2=P1(V1/V2)κ
hvor:
- P1 er den starttrykket
- P2 er trykket mot bakenden av kulen på et gitt tidspunkt
- V1 er det innvendige volumet til den ladde hylsen
- V2 er det innvendige hylsevolumet pluss volumet til løpet frem til bakenden av kulen
- κ er adiabateksponenten til gassen i kammeret og løpet
Ved å se på den termodynamiske ligningen kan det sees at trykket mot bakenden av kulen synker etterhvert som kulen går gjennom løpet grunnet økningen i gassvolumet.[6] Det er også tydelig at overgangen fra kammeret til riflingen er den delen av løpet som utsettes for høyest trykk. Av denne årsaken vil starten av riflingen erodere raskere enn resten av pipen.
- Dersom en kule er plassert lenger ut (dvs. nærmere riflingen) vil det øke det interne volumet til patronen. Fra den ideelle gassloven PV=nRT kan det lett sees at det økte volumet vil gi lavere trykk inni hylsen. Dette vil i sin tur gi redusert kammertrykk og mindre pipeslitasje.
- Hvis man reduserer kruttmengden (samme type krutt) vil eksplosjonen inni hylsen bli mindre, og det vil oppstå lavere kammertrykk.
Se også
[rediger | rediger kilde]Referanser
[rediger | rediger kilde]- ^ «Archived copy» (PDF). Arkivert fra originalen (PDF) 11. mai 2013. Besøkt 15. april 2013.
- ^ a b c http://www.chuckhawks.com/pressure_measurement.htm
- ^ Fundamentals of Materials Science and Engineering, Fourth Edition, John Wiley and Sons, Hoboken, 2012, p. 217
- ^ Fundamentals of Materials Science and Engineering, Fourth Edition, John Wiley and Sons, Hoboken, 2012, p. 527
- ^ Mechanics of Materials: An Integrated Learning System, John Wiley and Sons, Hoboken, 2011, p. 547
- ^ a b Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Seventh Edition, John Wiley and Sons, Hoboken, 2011, p. 49