ضغط الغرفة

قد لا تمثل الأمثلة والمنظور في هذا القسم - وحدات القياس الأمريكية ليست قياسية على مستوى العالم بالتأكيد - وجهة نظر عالمية للموضوع . يمكنك تحسين هذا القسم - وحدات القياس الأمريكية ليست قياسية على مستوى العالم بالتأكيد - أو مناقشة الموضوع على صفحة المناقشة ، أو إنشاء قسم جديد - وحدات القياس الأمريكية ليست قياسية على مستوى العالم بالتأكيد - حسب الاقتضاء. ( أغسطس 2018 ) ( تعرف على كيفية ومتى تحذف هذه الرسالة )

في الأسلحة النارية، ضغط الغرفة هو الضغط الذي تمارسه الجدران الخارجية لحاوية الخرطوشة على الجزء الداخلي من غرفة السلاح الناري عند إطلاق الخرطوشة. وحدة ضغط الغرفة في النظام الدولي للوحدات هي ميجا باسكال (MPa)، بينما تستخدم SAAMI الأمريكية الرطل لكل بوصة مربعة (psi، الرمز lbf /in ² ) وتستخدم CIP الأوروبية البار (1 بار يساوي 0.1 ميجا باسكال).

بغض النظر عن وحدة الضغط المستخدمة، يختلف إجراء القياس بين طريقة CIP وطريقة SAAMI و NATO EPVAT . ^{[ بحاجة لتوضيح ]} يتم قياس ضغوط الغرفة وفقًا لمعايير مختلفة وبالتالي لا يمكن مقارنتها بشكل مباشر. كما تم تسجيل ضغوط الغرفة تاريخيًا بوحدات ضغط نحاسية (والتي يمكن الإشارة إليها على سبيل المثال بـ psi CUP أو bar CUP أو MPa CUP) أو وحدات ضغط رصاصية (LUP). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

عندما تضرب دبوس الإطلاق في السلاح الناري الفتيل، فإنه يشعل البارود داخل العلبة، مما يخلق انفجارًا يولد كمية كبيرة من الضغط، غالبًا ما يتجاوز 50000 رطل لكل بوصة مربعة (344.7 ميجا باسكال). ^[1] يدفع هذا الضغط بدوره الرصاصة خارج فوهة العلبة إلى البرميل. أثناء هذا الانفجار، تتمدد الجدران النحاسية للخرطوشة وتغلق على الجدران الداخلية للغرفة. هذا التمدد هو ما يخلق ضغط الغرفة، أو مقدار القوة المطبقة على الجزء الداخلي من الغرفة بواسطة العلبة. يتم نشر أقصى ضغوط آمنة للغرفة للخراطيش المتوفرة تجاريًا من قبل هيئات مثل SAAMI و CIP و NATO.

هناك ثلاث طرق أساسية لقياس ضغط الغرفة: ^[2]

• استخدام كسارة النحاس أو كسارة الرصاص
• طريقة البيزو​
• ربط مقياس الانفعال بالبرميل أمام الغرفة

خلال منتصف الستينيات، كانت الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس الضغط هي حفر ثقب عبر حجرة البرميل وإدخال قطعة نحاسية تتناسب مع جدران الحجرة. عندما يتم إطلاق الخرطوشة، فإنها تضغط على قطعة النحاس. ثم يتم إزالتها وقياسها ومقارنتها بالأبعاد الأصلية. باستخدام الخصائص المعروفة للنحاس، يمكن بعد ذلك حساب ضغط الغرفة والتعبير عنه بوحدات ضغط النحاس (CUP). ^[3] في حين توجد الآن طرق أكثر دقة لقياس ضغط الغرفة، لا تزال طريقة سحق النحاس تستخدم لأغراض التحقق. ^[2]

تم تطوير الطريقة الأكثر شيوعًا لقياس ضغط الغرفة بدقة في أواخر الستينيات وهي طريقة بيزو. وهي تشبه طريقة سحق النحاس حيث يتم حفر ثقب في الغرفة، ولكن بدلاً من كتلة النحاس يتم إدخال محول بلوري كوارتز وتوصيله بمعدات قياس حساسة. ^[4] تعطي هذه الطريقة عمومًا قراءات أكثر دقة من سحق النحاس، وهي أكثر فعالية من حيث التكلفة نظرًا لحقيقة أنه يمكن إعادة استخدام المحول.

طريقة مقياس الانفعال هي الطريقة الأقل دقة لقياس ضغط الغرفة باستخدام المعدات، ولكنها تتميز بأنها الأقل تكلفة ولا تتطلب أي تعديلات دائمة على السلاح الناري. ^[2] يتم توصيل مقياس الانفعال بالبرميل مباشرة أمام الغرفة. عند إطلاق النار، يتمدد البرميل لفترة وجيزة، ويتم قياس هذا التمدد بواسطة المقياس. ^[5] تُستخدم هذه الطريقة عمومًا كطريقة للمقارنة النسبية بين أحمال الخراطيش المختلفة لأن قراءة مقياس الانفعال ليست دقيقة مثل اختبار سحق النحاس أو اختبار بيزو.

تُستخدم القوة التي لا تُمارس على جدران الحجرة لدفع الرصاصة إلى أسفل البرميل. ولأن حجم العلبة صغير نسبيًا، فإن الضغط الأقرب إلى الحجرة سيكون أعلى من أي نقطة أخرى في البرميل. وبالمقارنة بدرجة حرارة البارود المحترق، تنتقل كمية صغيرة نسبيًا من الطاقة والحرارة من البارود في البرميل إلى جدران البرميل. لذلك، يمكن اعتبار العملية بأكملها عملية معزولة حراريًا ، أو لا يتم فقد أي حرارة أثناء التمدد السريع للغازات. وبالتالي، يمكن استخدام قانون الغاز المثالي للتعبير عن الفرق في الضغط أثناء انتقال الرصاصة على طول البرميل: ^[6]

ص ₁ (ف ₁ ) ^κ =ص ₂ (ف ₂ ) ^κ

أو

P ₂ = P ₁ (V ₁ / V ₂ ) ^κ

أين:

• P1 _هو الضغط الأولي
• P ₂ هو الضغط المؤثر على ذيل الرصاصة عند نقطة معينة
• V ₁ هي سعة العلبة الداخلية، أو حجم الخرطوشة المحملة
• V ₂ هي سعة العلبة الداخلية بالإضافة إلى حجم البرميل من الغرفة إلى الرصاصة
• κ هو مؤشر الحرارة الأدياباتي للغاز الموجود داخل الغرفة والبرميل

بالنظر إلى هذه المعادلة الديناميكية الحرارية، يمكننا أن نرى أن مقدار الضغط المؤثر على الرصاصة يتناقص عند انتقالها إلى أسفل البرميل بسبب زيادة حجم الغاز. ^[6] وبالمثل، فإن الجزء من البرميل الذي يتعرض لأعلى الضغوط هو الحلق، أو النقطة الأقرب إلى الغرفة التي تصطدم فيها الرصاصة بالحشوة. وبسبب هذا، فإن الحشوة عند الحلق سوف تتآكل بشكل أسرع من بقية البرميل.

يمكن اتخاذ عدة تدابير لتقليل معدل تآكل الحلق بسبب الضغط، ويمكن تحقيق بعضها عن طريق التحميل اليدوي .

1. إذا تم وضع الرصاصة بعيدًا (أي أقرب إلى الأخاديد ) فسوف يزيد ذلك من الحجم الداخلي للحالة. من خلال فحص قانون الغاز المثالي، PV = nRT ، يمكن ملاحظة أنه من خلال زيادة حجم الحالة، يتم تقليل الضغط داخل الحالة. وهذا بدوره يقلل من ضغط الغرفة وكمية القوة المبذولة على الحلق.
2. إذا تم تقليل كمية البارود (باستخدام نفس البارود)، فإن الانفجار داخل العلبة سيكون أصغر وسيؤدي إلى ضغط أقل.