kulors form

Allmäna frågor om kulor

Moderatorer: Trond Åsly, PerN

Re: kulors form

Inläggav lasse-a » 18 mar 2019, 15:51

Katjing skrev:Det är en intressant rapport du länkar, men resultaten du lyfter fram kommer sig av restriktionerna man har valt i designen av båtsvansen. Alltså att man helt enkelt valt att sätta basen på kulan till 0,708 kalibrar. Hade basen tillåtits vara 0 kalibrar, d.v.s. spetsig bakände, så hade motståndet fortsatt minska drastiskt långt bortom 1,5 kalibrars längd.


Njae, det hade som sagt inte det. Man kommer undan med betydligt mer och tvärare kapning av bakändan av projektilen, än framändan.

Sedan så ignorerar ditt "svarva ner" argument att vi då tappar i lastförmåga. Vi skjuter ju inte för att göra areodynamikens gudar till lags. Vi vill åstadkomma något med vår kula.

(Och vad gäller wave drag, kontra total drag, så tar väl rapporten upp det? Dvs att det är wave drag från övergången till boat tailen som stökar till det. Men jag orkar inte läsa om den delen, så jag kan komma ihåg fel där.)
Användarvisningsbild
lasse-a
 
Inlägg: 721
Blev medlem: 21 jun 2018, 08:19
Ort: Västergötland

Re: kulors form

Inläggav lasse-a » 18 mar 2019, 15:58

Fk Fjun skrev:Det måste finnas en anledning till att artilleriet använder basflöde hellre än symmetrisk form?


Ja, man vill ju åstadkomma så rimligt stor smäll som möjligt för den vikt man skjuter iväg. Och med en mer "flaskformad" projektil av samma vikt så får vi större internt utrymme för nyttolast. (Sprängämnet väger ju betydligt mindre än stålet i granatväggen). Ju längre projektil med samma (stål) vikt, desto mindre internt utrymme. (Ja, om vi inte har stål över att göra väggen tunnare och tunnare med. Det har vi iofs i någon mening i en artillerigranat i allmänhet).

Eller sett såhär; om vi har en viss viktbudget motsvarande base bleed-krutet så gör den större nytta som krut, än den gör som förändrad projektil, dvs med spetsig stjärt. Man får nämligen inte mycket stål för vad krutet väger. (Det skiljer ju en hel del i densitet.) Men jag har inte räknat på det.

Och då bortser man från att en spetsig stjärt ger en längre projektil, något man antagligen inte har plats med. Skall man hålla sig inom samma längd, så blir det en opraktisk projektil eftersom en ideal form inte nästan bara är nos och stjärt. Den har dessutom inte någon bäryta mot eldröret att tala om, så den är olämplig ur den synpunkten också. Så då har man egentligen bara base bleed att ta till.
Användarvisningsbild
lasse-a
 
Inlägg: 721
Blev medlem: 21 jun 2018, 08:19
Ort: Västergötland

Re: kulors form

Inläggav cvm » 18 mar 2019, 18:55

RWS har en ”Ballistic Calotte” på sin Evolution - den ser ju mer ut som artillerigranat. Vad är det gör hitte-på, det är ju nästan en bakvänd torpedhäck..?
De skjuter kalas i de bössor jag har provat så jag definitiv inga klagomål.
Bild
cvm
 
Inlägg: 337
Blev medlem: 01 okt 2014, 20:15

Re: kulors form

Inläggav lasse-a » 19 mar 2019, 09:25

cvm skrev:RWS har en ”Ballistic Calotte” på sin Evolution - den ser ju mer ut som artillerigranat. Vad är det gör hitte-på, det är ju nästan en bakvänd torpedhäck..?


Ja, det kan nog funka (utan att a researchat tester osv). Här säger de ju stabilitet och precision, och eftersom flödet runt basen på kulan blir turbulent (det är en alldeles för tvär övergång) så kan en negativ vinkel med utrymme för de turbulenta virvlarna minska sidokrafterna på kulan. Vilket ger större stabilitet.

Därmed inte sagt att det måste fungera, då får man nog se tester (som är ganska svåra att göra korrekt). Men det kan fungera, dvs förklaringen är inte helt ologisk (som t ex homeopati).
Användarvisningsbild
lasse-a
 
Inlägg: 721
Blev medlem: 21 jun 2018, 08:19
Ort: Västergötland

Re: kulors form

Inläggav Tugg2 » 19 mar 2019, 21:42

Ett vanligt missförstånd är att man blandar ihop ballistiskkoefficient och luftmotståndskoefficient. Bilden nedan visar att luftmotståndskoefficienten är lägre på en halvcirkel än en helcirkel, och lägre på en halv romb, än en romb. Detta känns inte direkt intuitivt, men så är konstigt nog fallet.

Bild

Den ballistiska koefficienten tar även hänsyn till projektilens massa i förhållande till tvärsnittsarean, hög massa ökar BC, stor diameter minskar BC. Alltså skulle en kula med ofördelaktiga aerodynamiska egenskaper haft ett bättre BC än andra, om det innebar att kulan vägde mer. Framförallt om man tillför vikt utan att öka tvärsnittsarean, genom att tex lägga till en "boat tail".

Halvcirkeln nedan har något lägre luftmotstånd än helcirkeln, men helcirkeln väger dubbelt så mycket utan att tillföra någon ökad tvärsnittsarea. Den har därför nästan dubbelt så bra BC, trots sämre luftmotstånd.

Bild
Tugg2
 
Inlägg: 26
Blev medlem: 10 mar 2019, 16:50

Re: kulors form

Inläggav Fk Fjun » 19 mar 2019, 22:32

Undrar om trådskaparen har fått svar på sin enkla fråga?
Fk Fjun
 
Inlägg: 3647
Blev medlem: 12 apr 2005, 15:00

Re: kulors form

Inläggav Tugg2 » 20 mar 2019, 08:53

För att koka ner svaret; En kula med Boat Tail har ofta högre BC än en utan, men inte nödvändligt vis för att det blir mindre "baksug" eller att den blir mer aerodynamisk, utan helt enkelt för att den väger mer.
Tugg2
 
Inlägg: 26
Blev medlem: 10 mar 2019, 16:50

Re: kulors form

Inläggav lasse-a » 20 mar 2019, 11:20

Tugg2 skrev:Ett vanligt missförstånd är att man blandar ihop ballistiskkoefficient och luftmotståndskoefficient. Bilden nedan visar att luftmotståndskoefficienten är lägre på en halvcirkel än en helcirkel, och lägre på en halv romb, än en romb. Detta känns inte direkt intuitivt, men så är konstigt nog fallet.


Nej, det är riktigt. Men här får man vara lite försiktig. Det gäller nämligen bara vid icke-kompressibelt flöde, alltså underljudsfart på Svenska. Utan att blanda in Reynoldstal osv. så kan man sammanfatta att det ändrar sig ganska radikalt vid snabbare, supersoniska hastigheter. Vid mach 8 ungefär så har t ex en halvsfär och en helsfär samma luftmotstånd. (Ja, allt annat lika då.)

Så din sista "strömlinjeformade" kropp fungerar bra vid låga hastigheter, men (som förtjänstfullt påpekats ovan) så ser en perfekt överljudskropp inte ut så. Och om man skall modifiera denna kropp så är det alltså mycket bättre att klippa rumpan av den, än att göra spetsen trubbig.

Detta tvärtemot underljudsfart. Så i underljudsfart så är det, i teorin, inte fel att skjuta kulan baklänges. Stjärten gör mycket större påverkan där än nosen. Som fänriken påpekade redan i inlägg 2-3 eller så. ;)
Senast redigerad av lasse-a 20 mar 2019, 12:09, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
lasse-a
 
Inlägg: 721
Blev medlem: 21 jun 2018, 08:19
Ort: Västergötland

Re: kulors form

Inläggav lasse-a » 20 mar 2019, 11:57

Fk Fjun skrev:Undrar om trådskaparen har fått svar på sin enkla fråga?


Ja OK, skall vi försöka då? :) Varför är kulor spetsiga i framkant men inte i bakkant.

Jo, för när en kula rör sig i överljudsfart (de håller ju mach 2 eller så), så "hinner" luften inte undan. Luften får ingen förvarning att något är på väg, eftersom detta föremål färdas fortare än lufttrycket kan förmedla.

Så det bildas ett området framför kulan med kraftigt komprimerad luft som ger upphov till en chockvåg ("överljudsbang") och mycket mera motstånd när luftmolekylerna måste flytta sig ur vägen på studs. Att flytta dessa "omedelbart" tar naturligtvis en massa energi, eftersom molekylerna måste accelereras mycket snabbt när kulan kommer i överljudsfart. (De får ingen knuff av sina kompisar som de skulle fått i underljudsfart).

En trubbig nos flyttar många molekyler snabbt och i nästan 90 grader ut åt sidan. Men en spetsig nos måste naturligtvis flytta mindre luft, mindre våldsamt. Totalt sett så måste hela kulan flytta lika mycket luft, men att flytta den i form av chockvåg kostar mycket mer än att bara puffa undan den i lägre hastighet. Så för överljudsfart så vill man ha så liten chockvåg som möjligt, den kostar nämligen extra.

Vad med rumpan på kulan då? Jo, den spelar mindre roll ju fortare det går, eftersom det iofs blir en chockvåg där med, och den kostar, men luften som skall smita tillbaka runt hörnet den har inte samma krafter på sig. Det kan inte bli mer än vakuum bakom kulan, så sugkraften har ett ganska lågt maxvärde. (Detta är inte sant i spetsen på kulan, ju fortare vi skjuter desto värre chockvåg, där finns det inget stopp. Jmf hur mycket mer kraft du kan få ur ett tryckluftssystem än ett vakuum-system. De förra ger ju ofta många många bar, men med vakuum så är det stopp vid ett bar. Mer ger inte omgivande lufttryck).

Nu går en gevärskula inte oändligt fort, så man kan göra en vinst på att smalna av kulstjärten litegrann för att göra den mer strömlinjeformad. Det ger en extra chockvåg vid avsmalningen (där kommer accelerationen in igen, och det är därför som det finns en optimal vinkel), men denna kan ge en mindre ökning av motståndet än man får igen på att "baksuget" får mindre yta att verka på, med mindre total bromsande kraft på kulan som följd. Jmf vår vakuum-kolv, fortfarande ett bar, men mindre kolvarea, ger mindre kraft. Ju fortare man skjuter, desto mindre blir dock den här effekten, eftersom nosen då kommer att dominera ännu mer.

Nu skulle som sagt en helt teoretisk ideal form vara symmetrisk och lika spetsig fram som bak, men det blir ingen bra kula av det. Den har igen cylindrisk sektion som passar i pipan (tätning/styrning), och den blir längre för en viss given vikt (här kommer BC in). All den metallen som man stoppar i stjärten ger alltså en längre kula (mindre stabil och långsammare) utan att göra alls så mycket för luftmotståndet som den spetsiga nosen.

Så om vi istället tar den ideala Sears-Haack formen, gör mittsektionen lite längre och cylindrisk så att den går att skjuta genom en pipa, samt klipper av stjärten lite lagom för att få en mera praktiskt lång och därför snabbare kula (mindre vikt med samma kaliber och krutmängd ger högre fart) så har vi i stort sett en modern långhållskula! Och det är mer eller mindre därför som de ser ut som de gör.

Detta i korthet. ;) (Det är t ex inte helt korrekt att använda vakuum och kraft kring basen på kulan, eftersom detta flöde är turbulent, vilket ger andra effekter också.)

Om jag skall skriva mer om det här så måste jag fråga min tama fysiker. :)
Användarvisningsbild
lasse-a
 
Inlägg: 721
Blev medlem: 21 jun 2018, 08:19
Ort: Västergötland

Föregående

Återgå till Kulor

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 5 gäster