Protección de cañones estriados de alta fricción

Digamos que ahora se usa un nuevo propulsor de alta energía para rifles de infantería. Con este nuevo propulsor, las velocidades de las balas aumentan en el rango de 1200 m/s con un proyectil de 110 granos de un cañón de 20'. El problema que preveo es que con estos aumentos en la velocidad de los proyectiles también habrá problemas de sobrecalentamiento en los cañones estriados debido a la fricción. ¿Se podría aplicar una capa de cera o polímero al proyectil para activar el estriado sin triturar el cañón? Si no, ¿cuáles son algunas de las cosas que se podrían hacer?

Respuestas (5)

Estos son problemas que las armas modernas ya tienen que resolver,

  1. está recubriendo el cañón con revestimientos excepcionalmente resistentes al desgaste, esto se hace en los cañones de las ametralladoras, ya que verán muchas rondas en rápida sucesión, el desgaste y el calor son un problema. busque estelita que se colocó en barriles M60.

  2. use un sabot , esto es muy parecido a lo que propone pero sólido. Un material sólido más suave que rodea la ronda que se acopla al estriado en lugar de la ronda. el sabot puede ser de un material mucho más blando que un redondo y, por lo tanto, reduce drásticamente el desgaste. puede tener zuecos integrales o zuecos descartados que se caen del cartucho después de que sale del cañón. esta es la solución que usan los cañones de riel. Puedes leer más sobre sabot aquí . Es probable que desee utilizar ambas soluciones.

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La disipación de calor es una cuestión de enfriamiento activo o pasivo , de nuevo mira las ametralladoras para inspirarte ya que tienen los mismos problemas de calor y desgaste, en su caso debido al volumen menor que la velocidad.

Estos son puntos relevantes, pero ¿los sabots realmente reducen la fricción o simplemente permiten más energía cinética en la ronda? El sabot está enganchando el cañón de la misma manera que lo haría una bala blanda.
@VogonPoet debido a que los sabots pueden estar hechos de un material mucho más suave que una ronda, pueden reducir en gran medida el desgaste, la cantidad de fricción que reducen es discutible, pero tiene que ser una cantidad decente para que la misma ronda tenga mucho menos desgaste.
Estoy especulando ahora, pero tratando de permanecer con la pregunta, se produciría menos desgaste del cañón con un sabot por la misma razón que las rondas blandas. ¿Reducir el calor? No estoy seguro. ¿Coeficientes balísticos aumentados? Parece que puede.
@VogonPoet, pero un sabot puede ser MUCHO más suave que una ronda efectiva.

Ya tenemos en cuenta la fricción.

La forma en que hacemos esto es haciendo que el proyectil sea de un metal más blando que el rifle. La ronda sufre una ligera pérdida por ablación al viajar a través de la puntuación estriada. Las balas son de plomo o cobre, en parte por ello (entre otras ventajas). ¿Alguna vez has visto una bala de acero de un cañón estriado? No es un buen augurio para el barril.

Eliminar la fricción elimina el beneficio

Si su ronda no muerde las puntuaciones estriadas en el barril, ¿cómo es posible que gane un giro? La fricción es lo que hace que el cañón estriado "muerda" la bala, dándole el giro estabilizador. Una salida perfectamente sin fricción hará que una ronda salga de su barril y caiga en una caída. Su precisión sufrirá mucho.

La disipación de calor es la única solución.

El diseño del arma tiene que tener en cuenta este calor de fricción como parte necesaria del diseño. Se requiere mucha ingeniería en un diseño de pistola completo, que limita las rondas por minuto y los entornos operativos y la lubricación. La fricción no es el malo aquí, tiene un propósito. Solo necesita mitigar el daño por calor operativamente.

en realidad, muchas ametralladoras tienen un revestimiento interno en los cañones para reducir el desgaste. La reducción de la fricción no perjudica el rendimiento, ya que la ronda sigue girando, simplemente hay menos fricción en la ronda. Stellite es un ejemplo famoso
@ John, creo que es una cuestión de grados. Una boca sin fricción no daría vueltas en absoluto. Es un acto de equilibrio entre prioridades contrapuestas, por lo que reducir un parámetro tendrá efectos buenos y malos.
Dejaste "cambiar el cañón": la mayoría de las ametralladoras se entregan con cañones adicionales para este propósito explícito. No recuerdo los detalles, pero está en la línea de "cíclico completo durante 1 minuto, cambie el barril, déjelo enfriar".
Además, las balas vienen en muchos sabores diferentes: algunas están recubiertas con una cubierta de cobre con un núcleo de acero: en.wikipedia.org/wiki/Armor-piercing_bullet
La fricción no tiene nada que ver con la forma en que el estriado aplica el giro, lo que importa es la rigidez del material más externo del que está hecho el proyectil. El estriado tradicional literalmente talla esa chaqueta, y el estriado poligonal moderno (como se encuentra, por ejemplo, en las pistolas Glock) la deforma. Ambos enfoques funcionan perfectamente bien incluso si no hay fricción entre el cañón y el proyectil, siempre que la cubierta tenga la rigidez suficiente.
Hablando en términos generales sobre los beneficios de reducir la fricción del orificio (que creo que esta pregunta pregunta específicamente), el ejército de los EE. UU. probó la teoría de reducir la resistencia al pulir el orificio de un Remington 700 5R Mil-Spec con cámara en 300 Winchester Magnum. pulir el ánima del rifle en realidad aumentó la resistencia aerodinámica resultante de las balas. Dejando de lado, parece que una ronda "más limpia" tiene peores propiedades balísticas que una bien puntuada; la fricción ayuda en la puntuación.

Enfriador de gas comprimido.

Estaba pensando en radiadores para el cañón de la pistola, pero aparentemente ya están listos.

Mejor: ¡un tanque de aire a presión! Al liberar la presión, el gas en expansión absorbe el calor del ambiente, por lo que las bocinas de los barcos de aire comprimido se enfrían tanto.

Tus futuros soldados tienen un gran tanque de aire comprimido. Corre a través del cañón cuando el arma está en uso y absorbe el calor y luego sale por el frente.

"¡Pero wah!" dicen los comentarios. "¡El gas comprimido es pesado!". El maldito arma es pesado, así como todas las municiones. Una cosa más pesada a lo largo del viaje no será un factor decisivo.

Además cuando la barrica echa humo después de su uso, el humo bajará porque está fría.

Para clarificar, el gas comprimido generalmente no es tan pesado, pero los contenedores que son lo suficientemente fuertes para contener gas comprimido son muy pesados. Si bucea, sabrá que su tanque de aire es tan pesado cuando sale como cuando entró (con un margen muy pequeño). Además, si vamos a usar una solución como esta, ¿hay alguna razón para usar gas comprimido en lugar de algo como nitrógeno líquido?
@Kevin: absolutamente podría llevar un dewar de nitrógeno líquido y obtener aún más enfriamiento que su gas comprimido. Pensé que los tanques de gas comprimido podrían represurizarse en el campo.
El problema con la represurización en el campo es que luego necesita una fuente de energía, ya sea de gas o eléctrica, lo que significa que tiene que llevar aún más equipo con usted, momento en el que pensé que sería más fácil llevar nitrógeno líquido adicional.
@Kevin Reabastecimiento generalmente es un problema con las armas de fuego de proyectiles. Usas munición y tienes que conseguir más. Por lo tanto, el reabastecimiento adicional, ya sea con gas comprimido o con N2 líquido, no parece inverosímil.

Ya estamos allí :-)

https://en.wikipedia.org/wiki/Muzzle_velocity

... Las velocidades de salida de las armas de fuego van desde aproximadamente 120 m/s (390 pies/s) a 370 m/s (1200 pies/s) en mosquetes de pólvora negra, a más de 1200 m/s (3900 pies/s) en modernos rifles con cartuchos de alta velocidad como el .220 Swift y el .204 Ruger, ...

Esto es más un comentario que una respuesta, aunque es buena.

Cubra las balas (el proyectil en sí) con disulfuro de molibdeno antes de insertarlas en la carcasa. Esto se usa en algunas aplicaciones para aumentar el ciclo de trabajo en automáticas y similares. Sin embargo, no es un recubrimiento extremadamente duradero; si tiene un montón de rondas sueltas en una bolsa, el recubrimiento se raspará.
Mis 2¢

La lubricación de la bala de una forma u otra ha sido la solución a esto desde que la bola redonda parcheada fue reemplazada por balas cónicas sin parche. Grasa, disulfuro de molibdeno, chaquetas, recubrimiento en polvo, todo el mismo resultado: más duro que el plomo para reducir el desgaste y menor fricción que el metal completamente duro (las chaquetas son metal dorado que se desliza más fácilmente que el cobre puro o el latón más duro.