Медные единицы давления

Медные единицы давления , или CUP , и соответствующие ведущие единицы давления , или LUP , — это термины, применяемые для измерения давления, используемые в области внутренней баллистики для оценки давления в патронниках огнестрельного оружия . Эти термины были приняты по соглашению, чтобы указать, что значения давления измерялись манометрами медной дробилки и свинцовой дробилки соответственно. В последние годы на смену им пришли более современные пьезоэлектрические манометры, которые более точно измеряют давление в камере и, как правило, дают значительно более высокие значения давления. Эта номенклатура была принята во избежание путаницы и потенциально опасного обмена значениями давления и стандартами, полученными различными типами манометров. Например, нет смысла описывать максимальное давление как 300 МПа. ^{[ нужна ссылка ]} а в случае измерения давления по методике CUP его следует обозначать как 300 МПа (CUP). ^{[ сомнительно – обсудить ]}

Давление — это фундаментальный физический параметр, который определяется как сила, деленная на площадь. Единицей давления в современной Международной системе единиц является паскаль (эквивалент ньютона на квадратный метр). Таким образом, давление в камере, измеренное с помощью манометра для медной дробилки, в ISU будет выражаться в МПа (CUP). ^{[ нужны разъяснения ]}

Методология

Оценка давления с помощью агрегатов CUP и LUP осуществляется с помощью специального дробильного пистолета , который использует давление, приложенное к поршню, для дробления тщательно изготовленного и калиброванного медного или свинцового цилиндра. Величину деформации сравнивают с величиной дробления, вызванного различным давлением. Медные цилиндры используются при высоких давлениях, например, создаваемых большинством пистолетных и винтовочных патронов , а свинцовые цилиндры используются при низких давлениях, например, создаваемых патронами для дробовика . Дробильный пистолет имеет отверстие в камере, которое связано с поршнем, и при выстреле этот поршень подвергается давлению выстрела. Затем поршень воздействует на калиброванный цилиндр, слегка сдавливая его. Длина раздавленного цилиндра измеряется и сравнивается с таблицей длин, полученной в результате разрушения цилиндров под заданным давлением, а соответствующая сила представляет собой значение давления CUP или LUP. Американская организация по стандартизации Институт производителей спортивного оружия и боеприпасов (SAAMI) опубликовала стандарты уровня давления CUP для многих патронов. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Сравнение единиц

Хотя числа CUP и LUP должны были быть сопоставимы с сокрушительной силой данного давления, эти числа не эквивалентны. Поскольку более длительный и более низкий импульс давления может разрушить цилиндр так же, как и более короткий импульс более высокого давления, давления CUP и LUP часто регистрируются ниже фактических пиковых давлений (измеренных датчиком ) на величину до 20%. Например, максимальное давление СААМИ для калибра 7,62×51 мм составляет 430 МПа; .45-70 , с другой стороны, указано как 190 МПа. Стандарты SAAMI для данного картриджа выражаются в МПа.

Хотя точные формулы преобразования невозможны, для преобразования истинного давления в давление, указанное дробилкой, существуют линеаризованные аппроксимационные уравнения преобразования в узких диапазонах давлений для оценки показаний пьезо-давления с учетом давления дробилки.

Например, Дентон Брамвелл опубликовал аппроксимационную формулу преобразования, охватывающую только давление дробилки SAAMI от 28 000 до 54 000 CUP:

пьезо = 1,52 × дробилка − 18 000

Аналогичным образом, существуют аппроксимационные формулы преобразования для оценки между давлением дробилки CIP (европейское) (которое записывается кратно 50 бар) и номинальными пьезоэлементами, что соответствует различным предположениям для условий испытаний дробилки CIP и SAAMI:

пьезо = 1,21 × дробилка − 2,8

Давление CUP и LUP в зависимости от давления датчика

До изобретения измерительных преобразователей в 1960-х годах дробильные пистолеты были единственным надежным методом оценки давления в камере. С появлением с 1960-х годов недорогих и надежных датчиков для реальных измерений давления в камере промышленность почти повсеместно начала отходить от дробильных пистолетов для оценки давления в камере в пользу проведения реальных измерений. Датчики также быстрее использовать на практике, поскольку они не требуют тщательного измерения медных или свинцовых цилиндров после обжига. Кроме того, датчики способны мгновенно регистрировать давление на протяжении всего цикла обжига. Следовательно, в долгосрочной перспективе использование преобразователя обходится дешевле, поскольку не требует использования одноразовых металлических цилиндров в дробильном пистолете, а также снижает трудоемкость анализа результатов испытаний.

Одним из результатов этого перехода к использованию измерительных преобразователей является, например, то, что в руководстве по перезарядке Speer от 1987 года все давления SAAMI указаны в CUP, тогда как в текущих справочниках почти все давления перечислены в МПа. Другой результат заключается в том, что теперь лучше определены расчетные запасы, что приводит к повышению долгосрочной безопасности при стрельбе из оружия несколькими тысячами выстрелов. Поскольку оценки основаны на дробильных ружьях, фактический запас прочности никогда не может быть точно оценен, за исключением фактического выстрела в десятки тысяч выстрелов из образца ружья.

Ссылки

^ «Винтовка центрального боя ANSI/SAAMI | Z.299.4 1992 г. — страницы 19 и 24 из 240» (PDF) . п. 13-17. Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2010 г. Проверено 30 декабря 2010 г.
^ «Винтовка центрального боя ANSI/SAAMI | Z.299.4 2015 — страницы с 11 по 22 из 363» (PDF) . п. 11-22 . Проверено 12 июля 2020 г.

Внешние ссылки

Измерение давления в камере Терри Харта
Таблица уровней давления SAAMI для обычных картриджей в фунтах на квадратный дюйм или CUP.
Исследование, заархивированное 20 августа 2007 г. в Wayback Machine , показало статистически значимую корреляцию между CUP и PSI для винтовочных патронов.
Руководство по перезарядке Speer, номер 11, Omark Industries, 1987 г. [ISBN не указан]

[1] «Винтовка центрального боя ANSI/SAAMI | Z.299.4 1992 г. — страницы 19 и 24 из 240» (PDF) . п. 13-17. Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2010 г. Проверено 30 декабря 2010 г.

[2] «Винтовка центрального боя ANSI/SAAMI | Z.299.4 2015 — страницы с 11 по 22 из 363» (PDF) . п. 11-22 . Проверено 12 июля 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]