¿Cómo conseguimos balas supersónicas?

Recientemente respondí una pregunta en el foro de WorldBuilding sobre granadas y balas. Una de las cosas que surgieron fue que argumenté que la pólvora sin humo en una ronda de rifle podría detonar, pero me cuestionaron eso. Los comentaristas dijeron que la pólvora sin humo solo se deflagra durante el uso normal.

Esto, sin embargo, me deja con una pregunta. ¿Cómo podemos acelerar una bala a velocidades supersónicas usando solo una onda de presión de velocidad sónica? A medida que la bala se acerca a la velocidad del sonido, ¿no debería la onda de presión empujar la bala con menos eficacia? Me sorprende que una bala que viaja a la velocidad del sonido no pueda ser empujada por una onda de presión a la velocidad del sonido.

¿Cómo funciona esto?

La pólvora negra también puede enviar una bala supersónica. Tengo entendido que se deflagra.
La deflagración (Lat: de + flagrare, "quemarse") es una combustión subsónica que se propaga a través de la transferencia de calor; el material ardiente caliente calienta la siguiente capa de material frío y la enciende. La mayoría de los "incendios" que se encuentran en la vida cotidiana, desde llamas hasta explosiones como la de la pólvora negra, son deflagraciones. Esto difiere de la detonación, que se propaga supersónicamente a través de ondas de choque, descomponiendo una sustancia extremadamente rápido. Wikipedia.

Respuestas (2)

La velocidad del sonido aumenta al aumentar la presión. Suponiendo un comportamiento ideal, la relación es:

v = γ PAG ρ

o equivalente:

v = γ R T METRO

dónde METRO es la masa molar.

En el cañón de una pistola, justo después de que la carga se haya descargado, el gas está bajo una presión muy alta y muy caliente, por lo que la velocidad del sonido es mucho mayor que en condiciones ambientales.

Re, "presión muy alta", consulte en.wikipedia.org/wiki/Chamber_pression

Deflagración significa que la combustión se mueve a través del combustible más lentamente que la velocidad del sonido en el combustible . No dice nada sobre la velocidad del gas resultante, o cómo se compara con la velocidad del sonido en ese gas (y la velocidad del sonido en los sólidos es generalmente más alta que la de los gases). El gas que se libera de la combustión no está en equilibrio, por lo que propiedades como "presión", "temperatura" y, por lo tanto, "velocidad del sonido" no están completamente definidas.

Sin embargo, esto limita el proceso de combustión. Si el medio se mueve más rápido que el frente de la llama, el combustible no quemado aguas abajo del frente de la llama nunca se quema. Esta es una gran simplificación. Hay muchos matices en esta velocidad en relación con qué, etc., pero el resultado es que, sin límites , existe un límite en la velocidad del gas resultante que depende, entre otros factores, de la velocidad de combustión.