Rifling

Rifling ist der Prozess, spiralenförmige Rinnen im Barrel einer Pistole oder Schusswaffe zu machen, die eine Drehung einer Kugel um seine lange Achse gibt. Diese Drehungsaufschläge zu gyroscopically stabilisieren die Kugel, seine aerodynamische Stabilität und Genauigkeit verbessernd.

Rifling wird häufig durch seine Drehungsrate beschrieben, die die Entfernung anzeigt, muss die Kugel reisen, um eine volle Revolution, wie "1 Umdrehung in 10 Zoll" (1:10 Zoll), oder "1 Umdrehung in 254 Mm" (1:254 Mm) zu vollenden. Eine kürzere Entfernung zeigt eine "schnellere" Drehung an, bedeutend, dass für eine gegebene Geschwindigkeit die Kugel an einer höheren Drehungsrate rotieren wird.

Die Kombination der Länge, des Gewichts und der Gestalt einer Kugel beschließt, dass die Drehungsrate es - für den kurzen beabsichtigte Barrels stabilisieren musste, verlangen Kugeln des großen Diameters wie kugelförmige Leitungsbälle eine sehr niedrige Drehungsrate, wie 1 Umdrehung in 48 Zoll (122 Cm). Barrels haben lange, Kugeln des kleinen Diameters, wie die "extreme niedrige Schinderei", 80-Körner-0.224-Zoll-Kugeln (5.2 g, 5.56 Mm) bestimmt, verwenden Sie Drehungsraten von 1 Umdrehung in 8 Zoll (20 Cm) oder schneller.

In einigen Fällen wird rifling Drehungsraten haben, die unten die Länge des Barrels, genannt eine Gewinn-Drehung oder progressive Drehung vergrößern; eine Drehungsrate, die vom Laderaum abnimmt, um einen Maulkorb anzulegen, ist unerwünscht, weil es die Kugel nicht zuverlässig stabilisieren kann, weil es unten die langweilige Angelegenheit reist. Äußerst lange Kugeln wie flechettes können unpraktisch hohe Drehungsraten verlangen; diese Kugeln müssen von Natur aus stabil sein, und werden häufig von einem smoothbore Barrel angezündet.

Geschichte

Musketen waren smoothbore, große Kaliber-Waffen mit der an der relativ niedrigen Geschwindigkeit angezündeten Munition in der Form von des Balls. Wegen der hohen Kosten und großen Schwierigkeit der Präzisionsherstellung und des Bedürfnisses, sogleich vom Maul zu laden, war der Muskete-Ball ein loser fügen das Barrel ein. Folglich bei der Zündung des Balls ist von den Seiten des Barrels, wenn angezündet, gesprungen, und die Endrichtung beim Verlassen des Maules war unvorhersehbar.

Barrel rifling wurde in Augsburg, Deutschland am Ende des fünfzehnten Jahrhunderts erfunden. 1520 August Kotter, ein Waffenmeister Nürnbergs, hat Deutschland diese Arbeit übertroffen. Obwohl wahr, rifling Daten von der Mitte des 16. Jahrhunderts, es ist gewöhnlich bis zum neunzehnten Jahrhundert nicht geworden.

Neue Entwicklungen

Polygonaler rifling

Die in modernem rifling meistens verwendeten Rinnen haben ziemlich scharfe Ränder. Mehr kürzlich ist polygonaler rifling, ein Atavismus zu den frühsten Typen von rifling, populär besonders in Pistolen geworden. Polygonale Barrels neigen dazu, längere Dienstleben zu haben, weil die Verminderung der scharfen Ränder des Landes (Sind die Rinnen die Räume, die, und die resultierenden Kämme ausgeschnitten werden, genannt wird, Länder) reduziert Erosion des Barrels. Unterstützer von polygonalem rifling fordern auch höhere Geschwindigkeiten und größere Genauigkeit. Polygonaler rifling wird zurzeit auf Pistolen von CZ, Heckler & Koch, Glock, Tanfoglio, und Kahr Armen, sowie dem Wüste-Adler gesehen.

Verlängerte Reihe, volles Konzept der langweiligen Angelegenheit

Für Zisternen und Artillerie-Stücke, die verlängerte Reihe, kehrt volles Konzept der langweiligen Angelegenheit, das von Gerald Bull für die GC-45 Haubitze entwickelt ist, die normale rifling Idee durch das Verwenden einer Schale mit kleinen Flossen um, die in den Rinnen, im Vergleich mit dem Verwenden einer ein bisschen übergroßen Kugel reiten, die in die Rinnen gezwungen wird. Solche Pistolen haben bedeutende Zunahmen in der Maul-Geschwindigkeit und Reihe erreicht. Beispiele schließen den südafrikanischen G5 und deutschen PzH 2000 ein.

Gewinn-Drehung rifling

Gewinn-Drehung rifling beginnt mit sehr wenig Änderung im winkeligen Schwung der Kugel während der ersten paar Zoll des Kugel-Reisens nach dem Zünden während des Übergangs vom Raum bis Hals. Das ermöglicht der Kugel, im Wesentlichen unbeeinträchtigt und trued zum Fall-Mund zu bleiben. Nach dem Engagieren des rifling wird die Kugel dem beschleunigten winkeligen Schwung progressiv unterworfen, weil brennendes Puder es unter das Barrel antreibt. Nur allmählich die Erhöhung der Drehungsrate wird Drehmoment entlang einer viel längeren Abteilung des Barrels, aber nicht nur am Hals ausgebreitet, wo rifling durch die wiederholte rifling Verpflichtung weggefressen wird.

Fertigung

Der grösste Teil von rifling wird durch auch geschaffen:

  • der Ausschnitt einer Rinne auf einmal mit einer Werkzeugmaschine (schneidet rifling oder einzelnen Punkt, hat rifling geschnitten);
  • der Ausschnitt aller Rinnen in einem Pass mit einem speziellen progressiven Anstechen hat gebissen (hat rifling angestochen);
  • das Drücken aller Rinnen sofort mit einem Werkzeug hat einen "Knopf" genannt, der gestoßen wird oder das Barrel (Knopf rifling) heruntergezogen hat;
  • das Fälschen des Barrels über einen mandrel, der ein Umkehrbild des rifling, und häufig den Raum ebenso (Hammer-Fälschen) enthält;
  • Fluss, der das Barrel bildet, formt sich über einen mandrel vor, der ein Umkehrbild des rifling (rifling durch das Fluss-Formen) enthält

Die Rinnen sind die Räume, die ausgeschnitten werden, und die resultierenden Kämme Länder genannt werden. Diese Länder und Rinnen können sich in Zahl, Tiefe, Gestalt, Richtung der Drehung (Recht oder verlassen) ändern, und Rate (sieh unten) drehen. Die Drehung, die durch rifling bedeutsam gegeben ist, verbessert die Stabilität der Kugel, sich sowohl Reihe als auch Genauigkeit verbessernd. Normalerweise ist rifling eine unveränderliche Rate unter das Barrel, das gewöhnlich durch die Länge des Reisens gemessen ist, das erforderlich ist, eine einzelne Umdrehung zu erzeugen. Gelegentlich wird auf Schusswaffen mit einer Gewinn-Drehung gestoßen, wo die Rate der Drehung vom Raum zunimmt, um einen Maulkorb anzulegen. Während absichtliche Gewinn-Drehungen, wegen der Produktionsabweichung selten sind, ist eine geringe Gewinn-Drehung tatsächlich ziemlich üblich. Da die Verminderung der Drehungsrate für die Genauigkeit sehr schädlich ist, werden Büchsenmacher, die ein neues Barrel von einem rifled Formblatt maschinell herstellen, häufig die Drehung sorgfältig messen, so können sie die schnellere Rate stellen, egal wie Minute, die der Unterschied am Maul-Ende ist (sieh innere Ballistik für weitere Informationen über die Genauigkeit und Eigenschaften der langweiligen Angelegenheit).

Aufbau und Operation

Ein Barrel des kreisförmigen Querschnitts ist dazu nicht fähig, eine Drehung einer Kugel zu geben, so hat ein rifled Barrel einen nichtkreisförmigen Querschnitt. Normalerweise enthält das rifled Barrel eine oder mehr Rinnen, die seine Länge überfahren, ihm einen Querschnitt gebend, der einem inneren Zahnrad ähnelt, obwohl es auch die Gestalt eines Vielecks gewöhnlich mit rund gemachten Ecken nehmen kann. Da das Barrel im Querschnitt nicht kreisförmig ist, kann es nicht mit einem einzelnen Diameter genau beschrieben werden. Rifled trägt kann durch das Diameter der langweiligen Angelegenheit (das Diameter über die Länder oder Höhepunkte im rifling), oder durch das Rinne-Diameter (das Diameter über die Rinnen oder niedrigen Punkte im rifling) beschrieben werden. Unterschiede im Namengeben der Vereinbarung für Patronen können Verwirrung verursachen; zum Beispiel sind die Kugeln der.303 Briten wirklich im Durchmesser ein bisschen größer als die Kugeln von den.308 Winchester, weil sich die ".303" auf das Diameter der langweiligen Angelegenheit in Zoll, während beziehen". 308" bezieht sich auf das Rinne-Diameter in Zoll (7.70 Mm und 7.82 Mm, beziehungsweise).

Trotz Unterschiede in der Form ist das gemeinsame Ziel von rifling, die Kugel genau an das Ziel zu liefern. Zusätzlich zum Geben der Drehung zur Kugel muss das Barrel die Kugel sicher und konzentrisch halten, als es unter das Barrel reist. Das verlangt, dass die rifling mehrere Aufgaben entsprechen:

  • Es muss nach Größen geordnet werden, so dass die Kugel swage oder obturate nach der Zündung wird, um die langweilige Angelegenheit zu füllen.
  • Das Diameter sollte entsprechen, und muss zum Maul nicht zunehmen.
  • Der rifling sollte unten die Länge der langweiligen Angelegenheit, ohne Änderungen im Querschnitt, wie Schwankungen in der Rinne-Breite oder dem Abstand entsprechen.
  • Es sollte ohne Kratzer glatt sein, die Senkrechte zur langweiligen Angelegenheit liegen, so schürft es Material von der Kugel nicht ab.
  • Der Raum und die Krone müssen die Kugel in und aus dem rifling glatt wechseln.

Wenn die Kugel swaged in den rifling ist, übernimmt es ein Spiegelimage des rifling, weil die Länder in die Kugel in einem genannten Prozess stoßen eingravierend. Gravieren übernimmt nicht nur die Haupteigenschaften der langweiligen Angelegenheit, wie die Länder und Rinnen, sondern auch geringen Eigenschaften, wie Kratzer und Werkzeug-Zeichen. Die Beziehung zwischen den Eigenschaften der langweiligen Angelegenheit und dem Gravieren auf der Kugel wird häufig in der forensischen Ballistik verwendet.

Die Anprobe der Kugel zur langweiligen Angelegenheit

Die ursprünglichen Schusswaffen wurden vom Maul durch das Zwingen eines Balls vom Maul bis den Raum geladen. Ob mit einem rifled oder glatter langweiliger Angelegenheit ein passender Nutzen erforderlich war, um die langweilige Angelegenheit zu siegeln und die bestmögliche Genauigkeit von der Pistole zur Verfügung zu stellen. Um die Kraft zu erleichtern, die erforderlich ist, die Kugel zu laden, haben diese frühen Pistolen einen Ball unter Normalgröße und einen Fleck verwendet, der aus Stoff, Papier oder Leder gemacht ist, um den windage (die Lücke zwischen dem Ball und den Wänden der langweiligen Angelegenheit) zu füllen. Der Fleck hat etwas Grad des Siegelns zur Verfügung gestellt, hat den Ball gesetzt auf der Anklage von schwarzem Puder gehalten, und hat den Ball konzentrisch zur langweiligen Angelegenheit gehalten. In rifled Barrels hat der Fleck auch ein Mittel zur Verfügung gestellt, die Drehung vom rifling bis die Kugel zu übertragen, weil der Fleck aber nicht der Ball eingraviert wird. Bis zum Advent des Hohl-Grundballs von Minié, welchen obturates nach der Zündung, die langweilige Angelegenheit zu siegeln und den rifling zu verpflichten, der Fleck den besten Mitteln zur Verfügung gestellt hat zu veranlassen, dass die Kugel den rifling verpflichtet hat.

In Laderaum ladenden Schusswaffen wird die Aufgabe, die Kugel in den rifling zu setzen, durch den Hals des Raums behandelt. Als nächstes ist der freebore, der der Teil des Halses unten ist, der die Kugel reist, bevor der rifling anfängt. Die letzte Abteilung des Halses ist der Hals-Winkel, wo die Hals-Übergänge ins rifled Barrel.

Der Hals wird gewöhnlich ein bisschen größer nach Größen geordnet als die Kugel, so kann die geladene Patrone eingefügt und leicht entfernt werden, aber der Hals sollte so nah sein wie praktische am Rinne-Diameter des Barrels. Nach der Zündung breitet sich die Kugel unter dem Druck vom Raum und obturates aus, um den Hals zu passen. Die Kugel reist dann unten der Hals und verpflichtet den rifling, wo es eingraviert wird und beginnt zu spinnen. Gravieren der Kugel verlangt einen bedeutenden Betrag der Kraft, und in einigen Schusswaffen gibt es einen bedeutenden Betrag von freebore, der hilft, Raum-Druck niedrig zu behalten, indem er dem vorantreibenden Benzin erlaubt wird sich auszubreiten, bevor er erforderlich ist, um die Kugel einzugravieren. Beste Genauigkeit wird normalerweise jedoch mit einem Minimum von freebore versorgt, die Chancen maximierend, dass die Kugel in den rifling ohne Verzerrung eingehen wird.

Drehungsrate

Für die beste Leistung sollte das Barrel eine Drehungsrate haben, die genügend ist, um zu spinnen, stabilisieren jede Kugel, die, wie man vernünftig erwarten würde, es anzündete, aber nicht bedeutsam mehr. Große Diameter-Kugeln stellen mehr Stabilität zur Verfügung, wie der größere Radius mehr gyroscopic Trägheit zur Verfügung stellt, während lange Kugeln härter sind sich zu stabilisieren, weil sie dazu neigen, sehr backheavy zu sein, und der aerodynamische Druck einen längeren "Hebel" hat, um zu folgen. Die langsamsten Drehungsraten werden in muzzleloading Schusswaffen gefunden, die beabsichtigt sind, um einen runden Ball anzuzünden; diese werden Drehungsraten mindestens 1 in, oder ein bisschen länger haben, obwohl für ein typisches muzzleloader Mehrzweckgewehr eine Drehungsrate 1 darin sehr üblich ist. Das M16A2 Gewehr, das entworfen wird, um den SS109 5.56x45-Mm-NATO-Ball und die L110 Leuchtspurgeschoss-Kugeln anzuzünden, hat 1 in oder 32-Kaliber-Drehung. AR-15 Zivilgewehre werden mit 1 in oder 54.8 Kaliber für ältere Gewehre und 1 in oder 41.1 Kaliber für die meisten neueren Gewehre allgemein gefunden, obwohl einige mit 1 in oder 32-Kaliber-Drehungsraten, dasselbe, wie verwendet, für das M16 Gewehr gemacht werden. Gewehre, die allgemein längere, kleinere Diameter-Kugeln anzünden, werden im Allgemeinen schnellere Drehungsraten haben als Pistolen, die kürzer, größere Diameter-Kugeln schießen.

Das Ausdrücken der Drehungsrate

Drei Methoden werden verwendet, um die Drehungsrate zu beschreiben.

Das erste und traditionell der grösste Teil der üblichen Methodik drücken die Drehungsrate in der Länge aus, die erforderlich ist, eine volle Kugel-Revolution im rifled Barrel zu vollenden. Diese Methode gibt kein leichtes Verstehen, wenn eine Drehungsrate relativ langsam oder schnell ist, wenn verschiedener Diameter trägt, werden verglichen.

Die zweite Methode beschreibt die Länge, die erforderlich ist, eine volle Kugel-Revolution in Kalibern oder Diametern der langweiligen Angelegenheit zu vollenden.

wo:

  • Drehung = dreht Rate, die in Diametern der langweiligen Angelegenheit ausgedrückt ist
  • L = die Drehungslänge, die erforderlich ist, eine volle Kugel-Revolution im Mm oder in zu vollenden
  • D = Diameter der langweiligen Angelegenheit (Diameter der Länder) im Mm oder in

Die dritte Methode beschreibt den Winkel der Rinnen hinsichtlich der Achse der langweiligen Angelegenheit in Graden.

Die letzten zwei Methoden haben den Vorteil, dass sie die Drehungsrate als ein Verhältnis ausdrücken und ein leichtes Verstehen geben, wenn eine Drehungsrate relativ langsam oder schnell ist, selbst wenn das Vergleichen von sich unterscheidenden Diametern trägt.

Drehungsrate und Kugel-Stabilität

1879, George Greenhill, ein Professor der Mathematik an Royal Military Academy (RMA) an Woolwich, London, hat das Vereinigte Königreich eine Faustregel entwickelt, für die optimale Drehungsquote für Leitungskernkugeln zu berechnen. Diese Abkürzung verwendet die Länge der Kugel, keine Spesen für das Gewicht oder die Nase-Gestalt brauchend. Die namensgebende Formel von Greenhill, noch verwendet heute, ist:

wo:
  • C = 150 (verwenden 180 für Maul-Geschwindigkeiten höher als 2,800 f/s)
  • D = das Diameter der Kugel in Zoll
  • L = die Länge der Kugel in Zoll
  • SG = das spezifische Gewicht der Kugel (10.9 für Leitungskernkugeln, der die zweite Hälfte der Gleichung annulliert)

Der ursprüngliche Wert von C war 150, der eine Drehungsrate in Zoll pro Umdrehung, wenn gegeben, das Diameter D und die Länge L von der Kugel in Zoll nachgibt. Das arbeitet zu Geschwindigkeiten von ungefähr 840 m/s (2800 ft/s); über jenen Geschwindigkeiten sollte ein C 180 verwendet werden. Zum Beispiel, mit einer Geschwindigkeit von 600 m/s (2000 ft/s), ein Diameter und eine Länge, würde die Formel von Greenhill einen Wert von 25 geben, was 1 bedeutet, kommen vorbei.

Verbesserte Formeln, um Stabilität und Drehungsraten zu bestimmen, schließen die Müller-Drehungsregel und das Programm von McGyro ein, das von Bill Davis und Robert McCoy entwickelt ist.

Wenn eine ungenügende Drehungsrate verwendet wird, wird die Kugel beginnen, zu gieren und dann zu stürzen; das wird gewöhnlich als "keyholing" gesehen, wo Kugeln verlängerte Löcher im Ziel verlassen, weil sie auf einen Winkel zielen. Sobald die Kugel anfängt zu gieren, wird jede Hoffnung auf die Genauigkeit verloren, weil die Kugel beginnen wird, sich von in zufälligen Richtungen als es precesses zu drehen.

Umgekehrt auch hoch kann eine Rate der Drehung auch Probleme verursachen. Die übermäßige Drehung kann beschleunigtes Barreltragen verursachen, und verbunden mit hohen Geschwindigkeiten veranlassen auch eine sehr hohe Drehungsrate, die Kugel-Jacke-Brüche verursachen kann, die stabilisierte Kugeln der hohen Geschwindigkeitsdrehung veranlassen, sich im Flug aufzulösen. Spinnen Sie stabilisierte aus Modometallen gemachte Kugeln können praktisch entsprechenden Flug nicht erhalten und Geschwindigkeiten spinnen, um sich im Flug wegen ihrer Drehungsrate aufzulösen. Rauchloses Puder kann Maul-Geschwindigkeiten ungefähr für stabilisierte Kugeln der Drehung erzeugen, und fortgeschrittenere in smoothbore Zisterne-Pistolen verwendete Treibgase können Maul-Geschwindigkeiten ungefähr erzeugen. Eine höhere Drehung als erforderlich kann auch feinere Probleme mit der Genauigkeit verursachen: Jede Widersprüchlichkeit innerhalb der Kugel, wie eine Leere, die einen ungleichen Vertrieb der Masse verursacht, kann durch die Drehung vergrößert werden. Kugeln unter Normalgröße haben auch Probleme, weil sie in den rifling nicht eingehen können, der genau konzentrisch und zur langweiligen Angelegenheit koaxial ist, und Überdrehung die Genauigkeitsprobleme verschlimmern wird, die das verursacht. Letzt wird eine Kugel, die "überstabilisiert" wird, die Orientierung aufrechterhalten, an der sie angezündet wurde; eine ballistische Schussbahn verlangt, dass die Pistole über dem Ziel gerichtet wird, so wird eine überstabilisierte Kugel an der langen Reihe aufwärts hinweisen, wenn auch es sinkt, auf einen schiefen Einfluss und aerodynamische Wirkungslosigkeit hinauslaufend. Ideal hat sich eine Drehung stabilisiert Kugel ist stabil genug, um nicht zu stürzen, aber nicht stabil genug, um aerodynamischen Kräften zu erlauben, den Tipp zu veranlassen, immer in der Richtung auf das Reisen hinzuweisen.

Kugel-Revolutionen pro Minute (rpm)

Eine von einem rifled Barrel angezündete Kugel kann an mehr als 300,000 rpm, abhängig von der Maul-Geschwindigkeit (MV) der Kugel und der Drehungsrate des Barrels spinnen.

Die allgemeine Formel, für den rpm eines rotierenden Gegenstands zu berechnen, kann als geschrieben werden

:

wo die geradlinige Geschwindigkeit eines Punkts im rotierenden Gegenstand ist (in Einheiten der Entfernung/Minute) und sich C auf den Kreisumfang des Kreises bezieht, den dieser Messpunkt um die Achse der Folge durchführt.

Für eine Kugel verwendet die Kontrolle auf Ihrer Gesichtsformel unten den MV der Kugel und die Drehungsrate des Barrels, um Rotationsgeschwindigkeit zu berechnen:

  • MV (in fps) x (12/drehen Rate in Zoll) x 60 = Kugel rpm

Zum Beispiel hat eine Kugel mit einer Maul-Geschwindigkeit von 3050 ft/s von einem Barrel mit einer Drehungsrate 1 in (z.B, das M16A2 Gewehr) Drehungen an 313,714 rpm geschossen.

Übermäßige Rotationsgeschwindigkeit kann die bestimmten Grenzen der Kugel überschreiten, und die resultierende Zentrifugalkraft kann die Kugel veranlassen, sich auf eine radiale Mode aufzulösen.

Siehe auch

  • Gewehr
  • Smoothbore
  • Paradox-Pistole
  • Vergleich-Mikroskop
  • Gewehrlauf-Folge (James Bond)
  • Wörterverzeichnis der Schusswaffe-Fachsprache

Links

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