مادة دافعة للأسلحة النارية

الكوردايت هو نوع من أنواع وقود الأسلحة النارية يستخدم قطعًا مشكلة بدلاً من شكل المسحوق .

تُعدّ مواد الدفع المستخدمة في الأسلحة النارية نوعًا متخصصًا من المواد الدافعة، تُستخدم لإطلاق المقذوفات (عادةً الرصاص أو الخرطوش أو الكريات ) عبر ماسورة السلاح الناري . غالبًا ما تُستخدم مخاليط من مواد كيميائية مختلفة للتحكم في معدل انطلاق الغاز، أو لمنع تحلل مادة الدفع قبل الاستخدام. تتطلب الأسلحة النارية قصيرة الماسورة، مثل المسدسات، مواد دفع سريعة الاحتراق للحصول على طاقة كافية عند الفوهة ، بينما تستخدم البنادق الطويلة عادةً مواد دفع بطيئة الاحتراق. تُعرف العلاقة بين الضغط الناتج عن التفاعلات الكيميائية لمادة الدفع واستجابة الرصاصة باسم علم المقذوفات الداخلية .

مسحوق

على الرغم من أن جميع مواد دافعة الأسلحة النارية تُسمى عمومًا بالبارود، [ 1 ] فإن مصطلح البارود كان في الأصل يصف مخاليط الفحم والكبريت مع نترات البوتاسيوم كعامل مؤكسد . [ 2 ] : 133، 137. وبحلول القرن العشرين ، استُبدلت هذه المواد الدافعة المبكرة إلى حد كبير بمسحوق النيتروسليلوز عديم الدخان أو مركبات عضوية مماثلة مُنترجة . [ 3 ] : 287-330

البارود الأسود

كان البارود الأسود أقدم أنواع وقود الأسلحة النارية ، وهو مادة متفجرة منخفضة الطاقة تُصنع من خليط من الكبريت والفحم ونترات البوتاسيوم. وقد اختُرع في الصين خلال القرن التاسع الميلادي كواحد من الاختراعات الأربعة العظيمة ، ولا يزال يُستخدم أحيانًا كوقود صلب للأسلحة النارية القديمة . وقد أتاح توفر البارود الأسود اختراع الأسلحة النارية حوالي عام 1300 ميلادي . وبينما يتفاعل خليط الفحم ونترات البوتاسيوم دون وجود الكبريت، فإن وجود الكبريت يُسهّل اشتعال الخليط. وقد تسببت الصعوبات المبكرة في الحصول على نترات البوتاسيوم النقية في اختلاف النسب النسبية للمكونات الثلاثة عبر التاريخ. [ 3 ] : 28-40 وقد تم تركيب مواد وقود مماثلة عن طريق خلط الكبريت والمواد الكربونية مع مواد كيميائية مؤكسدة أخرى، بما في ذلك نترات الصوديوم أو نترات الأمونيوم أو أنواع مختلفة من الكلورات ؛ إلا أنها أثبتت أنها أقل كفاءة للاستخدام في الأسلحة النارية. [ 2 ] : 137-138

مسحوق عديم الدخان

تميل مواد دافعة الأسلحة النارية الحديثة إلى أن تكون مساحيق عديمة الدخان تعتمد على النيتروسليلوز أو مركبات عضوية نيتروجينية مماثلة، وقد تم اختراعها لأول مرة في أواخر القرن التاسع عشر كبديل أنظف وأفضل أداءً للبارود الأسود. يمكن تشكيل المسحوق عديم الدخان الحديث على هيئة كرات صغيرة ، أو بثقه على هيئة أسطوانات أو شرائط بأشكال مقطعية متعددة باستخدام مذيبات مثل الإيثر ، والتي يمكن تقطيعها إلى قطع قصيرة ("رقائق") أو قطع طويلة ("خيوط"). [ 4 ] : ​​28 [ 5 ] : 41

مسحوق سائب

يُنتج البارود الأسود غازًا بمعدل ثابت لا يتأثر بالضغط، بينما يزداد معدل إنتاج الغاز في البارود عديم الدخان مع ازدياد الضغط. [ 6 ] وقد تسبب احتمال ارتفاع الضغط بشكل مفرط في إتلاف البارود عديم الدخان للعديد من الأسلحة النارية المصممة للبارود الأسود، مما استدعى قياسًا أكثر دقة لشحنات الوقود الدافعة. صُممت المساحيق السائبة لتوفير مزايا البارود عديم الدخان لاستخدامها في الأسلحة النارية المصممة للبارود الأسود. تُعبأ شحنات المساحيق السائبة بنفس الحجم المناسب للبارود الأسود. كانت التركيبات المبكرة التي تتضمن السليلوز المُنتَر جزئيًا مع نترات البوتاسيوم أو نترات الباريوم أكثر نجاحًا في بنادق الصيد منها في البنادق. [ 3 ] : 287-289. يُنتج النيتروسليلوز كميات أكبر من الغاز لكل وحدة حجم من المادة الصلبة مقارنةً بالبارود الأسود، لذا كانت مساحيق النيتروسليلوز السائبة أقل كثافة من مساحيق عديمة الدخان اللاحقة. كانت مساحيق النيتروسليلوز السائبة المصممة لخرطوشات بنادق البارود الأسود ذات الجوانب المستقيمة المبكرة، مثل عيار .32-40 و.38-55 ، هشة وسهلة التفتت. قد تؤدي زيادة مساحة سطح الحبيبات المتفتتة إلى ضغوط غير آمنة نتيجةً لزيادة إنتاج الغاز. [ 2 ] : 152، 159. تم إيقاف إنتاج مساحيق النيتروسليلوز السائبة لصالح تركيبات المساحيق السائبة مثل بيرودكس . [ 4 ] : ​​27

صفات

تتأثر خصائص أداء الوقود الدافع بشكل كبير بحجم حبيباته وشكلها، لأن مساحة السطح النوعية تؤثر على معدل الاحتراق ، والذي بدوره يؤثر على معدل الضغط. في حين يمكن تشكيل أنواع أخرى من المساحيق عن طريق سحق أو طحن المواد الصلبة إلى قطع صغيرة جدًا، [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] فإن وقود الأسلحة النارية يُصنع عادةً على شكل حبيبات ذات أشكال هندسية للتحكم المادي في معدل إنتاج الغاز وفقًا لقانون بيوبرت . [ 10 ] قد يكون وقود البنادق والمسدسات على شكل رقائق، بينما كان وقود البنادق العسكرية المحسّنة يُبثق على شكل أنابيب أسطوانية قصيرة ، أما وقود الكرات فهو عبارة عن كرات صغيرة . [ 11 ]

الآلية

تستخدم العديد من المواد الدافعة تفاعلات طاردة للحرارة لتوليد غازات أول أكسيد الكربون والنيتروجين وبخار الماء ، مع رفع درجة الحرارة لزيادة الضغط . [ 4 ] : ​​28 يبدأ تفاعل المادة الدافعة بواسطة كبسولة إشعال . [ 2 ] : 52 يزداد الضغط مبدئيًا مع تحول المادة الدافعة إلى غاز، ولكنه يبدأ بالتناقص مع تسارع الرصاصة داخل الماسورة لتوفير مساحة أكبر للغاز المتمدد. يُقلل الاحتكاك الساكن في البداية من فرق قوة التسارع بين ضغط حجرة الاحتراق خلف الرصاصة والضغط الخارجي، مما يدفع الرصاصة للخروج من غلاف الخرطوشة إلى داخل الماسورة، ثم يُقلل الاحتكاك الانزلاقي أثناء تحرك الرصاصة داخل الماسورة. [ 12 ] يبلغ الضغط في الأسلحة الصغيرة ذروته عادةً بين نصف ميلي ثانية وميليلي ثانية واحدة بعد الإشعال. قد تصل المواد الدافعة للمسدسات إلى ذروة الضغط قبل خروج الرصاصة من غلاف الخرطوشة، بينما قد تتحرك الرصاصة عدة بوصات قبل بلوغ ذروة الضغط في البنادق. [ 4 ] : 125 تُعرف خصائص حركة وسلوك المقذوفات أثناء تأثرها بالغازات الناتجة عن الوقود الدافع باسم المقذوفات الداخلية . [ 13 ]

نظراً لقصر المسافة التي يمكن أن يوفرها ماسورة البندقية، فإن زمن التسارع المغلق محدود للغاية، ولا ينتقل إلى المقذوف سوى جزء ضئيل من إجمالي الطاقة الناتجة عن احتراق الوقود الدافع. أما الطاقة المتبقية في غازات الوقود الدافع فتتبدد في المحيط على شكل حرارة، واهتزاز / تشوه ، وضوء (على شكل وميض فوهة البندقية )، وانفجار فوهة بارز (وهو المسؤول عن الصوت العالي / الصدمة الارتجاجية التي يشعر بها المارة، ومعظم الارتداد الذي يشعر به الرامي، فضلاً عن احتمال انحراف الرصاصة )، أو على شكل طاقة حركية غير قابلة للاستخدام تنتقل إلى نواتج المقذوفات الأخرى (مثل البارود غير المحترق، والرواسب المتناثرة ).

أنواع الوقود الدافع

مراجع

  1. "مسحوق" . قاموس ميريام-ويبستر . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2024 .
  2. 1 2 3 4 شارب، فيليب ب. (1953). الدليل الكامل لإعادة تعبئة الذخيرة ( الطبعة الثالثة). نيويورك: فانك وواجنالز . LCCN 52003051 .  
  3. 1 2 3 ديفيس، تيني ل. (1943). كيمياء البارود والمتفجرات . هوليوود، كاليفورنيا: دار أنغريف للنشر. ISBN 0913022-00-4.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  4. 1 2 3 4 ديفيس، ويليام (يناير 1981). إعادة تعبئة الذخيرة يدويًا . واشنطن العاصمة : الرابطة الوطنية للبنادق الأمريكية . ISBN 0-935998-34-9.
  5. فيرفيلد، أ.ب.، قائد البحرية الأمريكية ، لورد بالتيمور برس (1921)
  6. "خصائص الوقود الدافع" (ملف PDF) . جمعية نيفادا لعلوم الفضاء. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2024 .
  7. "مسحوق" . قاموس كامبريدج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2024 .
  8. "مسحوق" . IXL Learning . تم الاسترجاع في 16 مايو 2024 .
  9. "مسحوق" . Wordsmyth . تم الاسترجاع في 16 مايو 2024 .
  10. راسل، مايكل س. (2009). كيمياء الألعاب النارية . الجمعية الملكية للكيمياء . ص 45. ISBN  978-0854041275.
  11. وولف، ديف (1982). ملامح الوقود . المجلد 1. بريسكوت، أريزونا: شركة وولف للنشر. الصفحات 3 و15 و136. ISBN   0-935632-10-7.
  12. فيرفيلد، أ.ب. (1921). الذخائر البحرية . أنابوليس، ماريلاند : المعهد البحري الأمريكي . ص 63-68 . 
  13. سميث، سيلوين د. (1965). المقذوفات الداخلية للأسلحة النارية . واشنطن العاصمة: قيادة المواد التابعة لجيش الولايات المتحدة. ص 1-2.