Velocidad de salida

Velocidad de salida es la velocidad de un proyectil (bala, perdigón, posta, bola/tiros o cartucho) con respecto a la boca en el momento en que sale por la punta de un arma. cañón (es decir, la boca). 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 rifles modernos con alta -Cartuchos de velocidad como el.220 Swift y el.204 Ruger, hasta 1.700 m/s (5.600 ft/s) para cañones de tanque que disparan munición de penetración de energía cinética. Para simular impactos de desechos orbitales en naves espaciales, la NASA lanza proyectiles a través de cañones de gas ligero a velocidades de hasta 8500 m/s (28 000 pies/s). FPS (pies por segundo) y MPH (millas por hora) son las medidas estadounidenses más comunes para las balas. Varios factores, incluido el tipo de arma de fuego, el cartucho y la longitud del cañón, determinan la velocidad de salida de la bala.

Velocidad del proyectil

Para los proyectiles en vuelo sin propulsión, su velocidad es más alta al salir de la boca del cañón y cae constantemente debido a la resistencia del aire. Los proyectiles que viajan a menos de la velocidad del sonido (alrededor de 340 m/s (1100 ft/s) en aire seco al nivel del mar) son subsónicos, mientras que los que viajan más rápido son supersónicos y por lo tanto puede viajar una distancia considerable e incluso dar en el blanco antes de que un observador cercano escuche el "bang" del tiro La velocidad del proyectil a través del aire depende de varios factores, como la presión barométrica, la humedad, la temperatura del aire y la velocidad del viento. Algunas armas pequeñas de alta velocidad tienen velocidades de salida más altas que las velocidades de escape de algunos cuerpos del Sistema Solar como Plutón y Ceres, lo que significa que una bala disparada con un arma de este tipo en la superficie del cuerpo dejaría su campo gravitatorio; sin embargo, no se conocen brazos con velocidades iniciales que puedan superar la gravedad de la Tierra (y la atmósfera) o las de los otros planetas o la Luna.

Si bien los cartuchos tradicionales generalmente no pueden alcanzar una velocidad de escape lunar (aproximadamente 2300 m/s [7500 pies/s]) o superior debido a las limitaciones modernas de acción y propulsor, un proyectil de 1 gramo (15 granos) se aceleró a velocidades superiores a 9000 m/s (30 000 pies/s) en los Laboratorios Nacionales Sandia en 1994. El arma operó en dos etapas. Primero, se usó pólvora ardiendo para impulsar un pistón para presurizar el hidrógeno a 10,000 atm (1,0 GPa). Luego, el gas presurizado se liberaba a un pistón secundario, que viajaba hacia adelante en una "almohada" amortiguadora, transfiriendo la energía del pistón al proyectil en el otro lado de la almohada.

Este descubrimiento podría indicar que las futuras velocidades de los proyectiles que superen los 1500 m/s (4900 pies/s) deben tener una acción de carga operada por gas que transfiera la energía, en lugar de un sistema que use cebador, pólvora y una fracción del gas liberado. El cartucho A.22 LR tiene aproximadamente tres veces la masa del proyectil en cuestión. Esta puede ser otra indicación de que los futuros desarrollos de armas se interesarán más en las rondas de menor calibre, especialmente debido a las limitaciones modernas, como el uso del metal, el costo y el diseño del cartucho. En una comparación lado a lado con el.50 BMG (43 g), la ronda de titanio de 15 gr (1 g) de cualquier calibre liberó casi 28 veces la energía del.50 BMG (1 g a 10 000 m/s = 50 000 julios), con solo una pérdida media de impulso del 27 %. La energía, en la mayoría de los casos, es lo que es letal para el objetivo, no el impulso.

Armas convencionales

En las armas convencionales, la velocidad de salida está determinada por la cantidad de propulsor, su calidad (en términos de velocidad de combustión química y expansión), la masa del proyectil y la longitud del cañón. Un propulsor de combustión más lenta necesita un cañón más largo para terminar su combustión antes de partir, pero a la inversa puede usar un proyectil más pesado. Esta es una compensación matemática. Un propulsor de combustión más rápida puede acelerar un proyectil más ligero a velocidades más altas si se usa la misma cantidad de propulsor. Dentro de un arma, la presión gaseosa creada como resultado del proceso de combustión es un factor limitante en la velocidad del proyectil. En consecuencia, la calidad y la cantidad del propulsor, la masa del proyectil y la longitud del cañón deben equilibrarse para lograr la seguridad y optimizar el rendimiento.

Los cañones más largos dan a la fuerza propulsora más tiempo para impulsar la bala. Por esta razón, los barriles más largos generalmente proporcionan velocidades más altas, siendo todo lo demás igual. Sin embargo, a medida que la bala desciende por el orificio, la presión del gas propulsor detrás de ella disminuye. Dado un cañón lo suficientemente largo, eventualmente habría un punto en el que la fricción entre la bala y el cañón, y la resistencia del aire, serían iguales a la fuerza de la presión del gas detrás de él, y desde ese punto, la velocidad de la bala disminuiría.

Fusiles

Los cañones con estrías tienen espirales talladas en su interior que hacen girar la bala para que permanezca estable en el vuelo, de la misma manera que una pelota de fútbol americano lanzada en espiral volará de manera recta y estable. Este mecanismo se conoce como rifling. Los cañones más largos brindan más oportunidades para girar la bala antes de que salga del arma. Los cañones más largos aumentan la precisión general del arma. Si se examinan grupos de disparos en un blanco de papel de un cañón de 51 mm (2 pulgadas), un cañón de 100 mm (4 pulgadas) y un cañón de 150 mm (6 pulgadas), se observará cómo los cañones más largos producen y #34;más apretado" Agrupación, con balas aterrizando más juntas en el objetivo.

Una bala, mientras se mueve a través de su cañón, es empujada hacia adelante por el gas que se expande detrás de ella. Este gas se creó después de apretar el gatillo, lo que provocó que el percutor golpeara el cebador, que a su vez encendió el propulsor sólido contenido dentro del cartucho de bala, haciéndolo arder mientras se encontraba en la recámara. Una vez que sale del cañón, la fuerza del gas en expansión deja de impulsar la bala. Cuando se dispara una bala con una pistola con un cañón de 51 mm (2 pulgadas), la bala solo tiene una "pista de aterrizaje" de 51 mm (2 pulgadas). para ser hilada antes de que salga del barril. Del mismo modo, solo tiene un espacio de 2 pulgadas (51 mm) para acelerar antes de volar sin ninguna fuerza adicional detrás de él. En algunos casos, es posible que la pólvora ni siquiera se haya quemado por completo en armas con cañones cortos. Por lo tanto, la velocidad de salida de un cañón de 51 mm (2 pulgadas) es menor que la de un cañón de 100 mm (4 pulgadas), que es menor que la de un cañón de 150 mm (6 pulgadas).

Los cañones navales grandes tendrán una alta relación longitud-diámetro, que oscila entre 38:1 y 50:1. Esta relación de longitud maximiza la velocidad del proyectil. Hay mucho interés en modernizar el armamento naval mediante el uso de cañones de riel accionados eléctricamente, que disparan proyectiles mediante un pulso electromagnético. Estos superan las limitaciones mencionadas anteriormente. Con estos cañones de riel, se proporciona una aceleración constante a lo largo de toda la longitud del dispositivo por medio del pulso electromagnético. Esto aumenta considerablemente la velocidad de salida. Otra ventaja significativa de los cañones de riel es que no requieren propulsor explosivo. El resultado de esto es que un barco no necesitará transportar propulsor y que una estación terrestre tampoco tendrá que mantener un inventario del mismo. El propelente explosivo, almacenado en grandes cantidades, es susceptible de explosión. Si bien esto se puede mitigar con precauciones de seguridad, los cañones de riel evitan por completo la necesidad de tales medidas. Incluso las cargas internas del proyectil pueden eliminarse debido a la ya alta velocidad. Esto significa que el proyectil se convierte en un arma estrictamente cinética.

Categorías de velocidad

El Ejército de los Estados Unidos define diferentes categorías de velocidad inicial para diferentes clases de armas: