Hej
Napoleon7 ma rację tylko nie potrafi ładnie wytłumaczyć i mu miejscami herezyje wychodzą
QUOTE(Napoleon7 @ 24/09/2014, 23:48)
Dyskutujemy o armatach XVII-XVIII wiecznych!!! W przypadku których jako ładunek miotający wykorzystywano proch czarny! Którego właściwości balistyczne są kompletnie różne od właściwości balistycznych prochu bezdymnego, wynalezionego dopiero w latach 80' XIX wieku. Cokolwiek byśmy z prochem czarnym robili, jak byśmy go nie granulowali, tudzież jak mocno (lub lekko) ubijali, to jego właściwości będą KOMPLETNIE inne! Czy to tak trudno zrozumieć?
Gwoli ścisłości, dobierając rozmiary i kształt ziarna, w pewnym zakresie parametrów dałbyś radę uzyskać takie same właściwości dla prochu czarnego i bezdymnego. Wszak w XIX w. konstruowano nań działa wielkiej mocy, o długich lufach.
Może wygodniej będzie tu wprowadzić pojęcie krzywej podstawowej. Krzywa podstawowa balistyki wewnętrznej opisuje zjawiska zachodzące podczas wystrzału, przedstawia ciśnienie w funkcji drogi pocisku w lufie (a może być też w funkcji czasu - ale ta pierwsza fajniej wygląda i taka jest bardziej intuicyjna). Krzywa podstawowa zaczyna się dosyć stromą górką, gdy ciśnienie rośnie aż do uzyskania maksimum. Potem krzywa opada i wypłaszcza się - ciśnienie spada gwałtownie gdy spada ilość palącego się prochu a potem wolniej, gdy w miarę ruchu pocisku w lufie powiększa się objętość komory spalania a gazu już za dużo nie przybywa bo się większość prochu spaliła. Ideałem jest wypłaszczenie krzywej przez zmniejszenie tempa spadku ciśnienia, tak by pozostało wysokie na znacznym odcinku drogi pocisku w lufie. Wtedy uzyskamy większą prędkość początkową, oczywiście wystrzelimy też trochę niespalonego prochu, no ale trudno.
Proch czarny ma bardzo dużą liniową prędkość spalania w powierzchniowej warstwie ziarna. Sięga ona 1 m/s czy nawet chyba kilka m/s może być. Dla bezdymnego prochu nitrocelulozowego są to wartości rzędu mm/s. I dla prochu czarnego i bezdymnego prędkość spalania rośnie z ciśnieniem z tym że dla bezdymnego szybciej i do większych wartości. Przez to jednak, tak jak napisał Napoleon7, proch czarny daje niezbyt korzystny kształt krzywej podstawowej. Na początku wystrzału ciśnienie gwałtownie rośnie aż do maxa: proch pali się szybko, pocisk dopiero co ruszył z miejsca i na razie objętość powiększa się powoli, ze wzrostem ciśnienia spalanie przyspiesza, wytwarza się więcej gazów w jednostce czasu, ciśnienie rośnie więc jeszcze bardziej i spalanie bardziej przyspiesza itd. Ale w końcu osiągamy ten max i zabawa się kończy. Pocisk porusza się już szybko i objętość za nim rośnie, a spalać się już za bardzo nie ma co, bo czarny proch palił się tak szybko, że większość już się dotychczas spaliła. I ciśnienie szybciutko nam spada.
Wbrew pozorom, szczególnie w przypadku starodawnej (mało dokładnie wykonanej) broni gładkolufowej to nie jest takie niekorzystne zjawisko, z uwagi na słabe uszczelnienie pocisku w lufie. Nie do końca jest sens przedłużać spalanie, bo gazy będą uciekały na potęgę między pociskiem a ściankami lufy i ciśnienie i tak poleci w dół i zysk na prędkości początkowej będzie mały. Nie znaczy to że przedłużanie lufy nic nie daje. Daje oczywiście, tylko tak jak Napoleon wyraźnie napisał, zysk, zwłaszcza przy większych kalibrach, jest niewielki w stosunku do zaangażowanych środków.
Pewnym wyjściem jest zastosowanie bardzo grubego ziarna. Znowuż, w prochu czarnym jego wytworzenie jest trochę trudne technologicznie, ale tak robiono. W ciężkich działach II połowy XIX w. stosowano proch o ziarnie w postaci kul wielkości kulki bilardowej a nawet piłki tenisowej przy szczególnie dużych kalibrach. Ta sztuczka pozwala trochę wypłaszczyć krzywą podstawową. No i w tych czasach technologia produkcji luf stała już na wysokim poziomie i można było uzyskać o wiele lepsze uszczelnienie. Bardzie się więc opłacało zakombinować coś tam.
Co się dzieje przy tych kulach: na początku wystrzału ciśnienie chce gwałtownie rosnąć; ale kule palą się z wierzchu do środka i ich powierzchnia spada, a więc spada tempo generowania gazów i przyrost ciśnienia jest mniej gwałtowny. Jednocześnie kule zaczynają się rozłazić, powstają w nich szczeliny w które wnika płomień i poszerza je. I tak nam to idzie aż do ciśnienia max. Jeśli dobrze wszystko wyliczyliśmy, to zaraz po maksimum kule masowo zaczynają się rozpadać. Ciśnienie maleje, ale zarazem rozpadając się na kawałeczki kule zwiększają swoją powierzchnię i tempo generowania gazów rośnie; więc ten spadek ciśnienia jest mniej gwałtowny i wysokie ciśnienie utrzymuje się dłużej. No i o to nam wszystkim chodzi wszak.
Ale to tylko tak na marginesie. Mowa wszak o XVII wieku kiedy wiedza z zakresu balistyki była jeszcze niezbyt wielka.
QUOTE(Napoleon7 @ 24/09/2014, 23:48)
Proch czarny spalać się może bardzo różnie w zależności od warunków. W przypadku wykorzystania jako ładunku miotającego jego spalanie przechodzi w detonacje - w efekcie wypycha pocisk z lufy nagłym impulsem.
Tu się mylisz, proch czarny nie detonuje. Choćby się człowiek ze... ze wszystkich sił starał. Głównie odpowiada za to zawarta w nim siarka, silny flegmatyzator. Prędkość dźwięku w prochu - niemetalicznym ciele stałym - jest zapewne rzędu 2000 m/s. Jaka jest szansa że prędkość reakcji spalania ją przekroczy? Jak tu już ludzie pisali, ta prędkość to maksymalnie ze 300-400 m/s, nie więcej. Gdzie jej tam do kilometrów. Więc szanse na przejście spalania w detonację są zerowe.