Pokud o světě uvažujete v číslech - velice často dojdete k překvapivým výsledkům. Příklad: trebucheta - středověký obléhací stroj, který váhou několika tun šutrů vrhal jeden šutr až 300 metrů daleko za hradby hradu - byla podrobena zkoumání dnešními strojními inženýry, kteří došli k překvapivému závěru, že její účinnost byla přes 80%. Tedy že 80% energie, které byly uloženy v tom jak obléhači vytáhli bednu s šutry do výše - se proměnilo v energii vrhnutého balvanu.
Touto znalostí opatřen jsem si myslel, že zjistit energetickou účinnost moderních střelných zbraní bude hračka. Opak je pravdou - střelci jsou natolik zavzatí do svých "grainů" váhy prachu i kulky a do jiných obskurních imperiálních jednotek, že dozvědět se jednoduché zjištění že XX% energie prachu se promění v kinetickou energii kulky je prakticky nemožné. Proto jsem se na nebezpečnou a používáním obskurních jednotek úmorně otravnou výpravu vydal sám.
1. Energie střelného prachu - jako obvykle jsou energie neboli "spalná tepla" exotičtějších substancí, jako je střelný prach prakticky nezjistitelné - energie černého střelného prachu je přibližně 3MJ/kg. Energii bezdýmného střelného prachu se mi vůbec nepodařilo zjistit, tak jsem vycházel ze složení nejběžnějšího "dvousložkového" bezdýmného prachu, které obvykle bývá 60% nitroglycerin a 40 nitrocelulóza. Nitroglycerin má spalné teplo 6,7 MJ/kg nitrocelulóza 11 MJ/kg. "Vážený průměr" této směsi tedy vychází na 8,5 MJ/kg. Pokud jste četli pojednání o svíčce - pravděpodobně jste teď v šoku - jak je možné, že tak nevinná věc, která se pálí o vánocích jako je parafin má spalné teplo 45 MJ/kg zatímco "nebezpečný" střelný prach má spalné teplo téměř 10x nižší. Nevznikne nabitím svíčky do pušky "superzbraň" ?
Kuzlo je v tom, že parafin - je čisté palivo a vzhledem k "moleklulární struktuře" dlouhých uhlovodíkových řetězců relativně velice koncentrované - okysličovadlo přichází ze vzduchu - proudění kyslíku do místa spalování omezuje rychlost hoření a zaručuje, že v běžné 20% kyslíkové atmosféře za normálního tlaku svíčka nebouchne. Pokud vám někdy v životě "Alláh nařídil" vyrobit výbušnou směs typu DAP - "dusičnan a palivo" - je vám jasné, že na 9 dílů dusičnanu, který funguje jako okysličovadlo potřebujete 1 díl paliva - parafínu ( vazelíny, nafty atd. ) Odtud energetický výnos střelných prachů. Jediný rozdíl je, že nitroglycerin a nitrocelulóza si své NO2 - dusičnanové okysličovadlo - nese přímo v molekule. To je daň za schopnost hořet vlastním okysličovadlem, extrémně rychle, v uzavřeném prostoru, bez přístupu vzduchu a tím vyhnat kulku z hlavně.
2 Váha prachové navážky - vycházel jsem z oficiálních údajů SAAMI - a jejich příšerné navážky prachu v "grainech" jsem převedl na gramy - hluboce se omlouvám veřejnosti, ale zkoumat detaily jednotlivých typů bezdýmných prachů, které navíc ani nejsou zveřejněny a jsou popisovány vágně jako rychlé nebo pomalé prachy - bylo nad mé síly - místo toho jsem použíl svůj odhad energetické hodnoty prachu 8500 Joule/Gram.
3. Úsťová energie střely a účinnost - jak vidíte v tabulce - účinnost střelných zbraní je překvapivě stejná a nezávislá na ráži od malinkatých kulek do malorážky po kulomet Browning M2 s "patronami jako hrom" a pohybuje se kolem 10%. Mimochodem úsťová energie kulek pochází taky od SAAMI a podivuhodná shoda bez ohledu na typ zbraně naznačuje, že ignorováním typů prachů jsem se nedopustil veliké chyby. Jediný zdroj hrubé chyby by mohl být můj odhad energetické hodnoty bezdýmného střelného prachu. Pokud někde najdete lepší hodnotu než můj odhad - je dětsky snadné tabulku přenásobit.
Je překvapivé, že mezi střelci se traduje, že účinnost pušek je stejná jako účinnost spalovacího motoru - kolem 30%. Je otázka jestli tato informace nepochází ještě z dob černého střelného prachu - protože je jasné, že čím jsou tlaky v hlavni a rychlost hoření prachu větší - tím větší patrně budou ztráty chemické energie v podobě tření, deformace kulky, nespáleného prachu a výšlehu plynů z hlavně. Tím by relativně pomalu hořící černý střelný prach mohl vést k vyššímu předání energie do střely než moderní bezdýmné prachy ??
Touto optikou vzato - nejrůznejší pokusy s RailGuny a GaussGuny - neboli urychlením projektilu elektromagentickou silou - se kterou experimentuje americké námořnictvo ( aby nemuselo na lodích vozit nebezpečné prachové náplně do děl ) které vycházejí svou účinností pod 3% - zase nevypadají tak špatně. V každém případě berte dnešní článek spíše jako chemicko / matematické cvičení - až budete střelbou bránit rodinu - bude vám energetická účinnost pušky stejně ukradená.
Poznámka při druhém čtení - spalné teplo střelného prachu mi nedá spát. Myšlenkově mě sledujte : spalné teplo sacharidů je 20 MJ/kg tomu by odpovídalo spalné teplo polysacharidu - celulózy - 17 MJ/kg. Tomu by odpovídalo že nitrací celulózy se nějaká energie ztratí a nitrocelulóza má opravdu 11 MJ/kg. I nitroglycerin má dle tabulek spalné teplo 1,529 MJ/mol což při molární hmotnosti 227 g/mol odpovídá spalnému teplu 6,736 MJ/kg. V tom případě, ale ať mi někdo vysvětlí proč TNT má podle oficiálních tabulek spalné teplo jenom 4,2 MJ/kg. Výbušniny mě štvou - ty nejobávanější jsou energeticky chudé jako čajíček - není divu, že politiky občasná exploze mohamedána vůbec nevzrušuje ;-))
SPECZ | 28. července 2016 v 10:31 |
Trošku si šťournu.
Nejsou to střelné zbraně, ALE PALNÉ!!!
Střelná zbraň je luk.
I povely na vojně u dělostřelců PAL!