Innerballistik, vad är detta?

Men först några generella ord om just Ballistik.

Den förste som studerade projektilers rörelse i lufthavet lär ha varit en Italiensk matematiker Niccolo Tartaglia, som  under 1500-talet kom fram till att den största teoretiska skottvidden erhålls om avfyrningsvinkeln är ca. 45°.
Om man räknar med luftmotstånd får man dock den längsta praktiska skottvidden runt 43–44 grader.
OBS att detta gällde att kunna skjuta längst, inte att träffa något speciellt mål.
Galileo Galilei visade 1638 att om projektilen rör sig i ett lufttomt rum och endast påverkas av tyngdkraften,  kommer rörelsen att följa en parabellbana, en så kallad ideal kastparabel.

Om ingen gravitation verkade på projektilen skulle denna kurva vara en rät linje. Nu är det ju inte så utan jordens  dragningskraft finns ju alltid där, som en koefficient att räkna med.
Men luftmotståndet påverkar banrörelsen, och ju högre hastighet och ju större luftmotstånd desto mer avviker  banan från den ideala ballistiska kurvan.
Tänk på att i överljudshastighet så störs kulan av olika fenomen som uppstår i och runt omkring överljudshastigheten  som är omkring 450 m/sekund.
Detta värde på hastighet varierar med olika lufttryck.

Men låt oss bekanta oss med kulans väg ut igenom pipan, men stopp lite jag glömde nästan hur patronen antändes och vad  tändhattens arbete består av och slutligen lite mera exakt vad som händer när vår kula slutligen passerar genom pipan och  dess bommar.

Men först lite nostalgiska bilder och text.

Slunga modell Äslunga1

Men först av allt lite mera historia om bakgrunden till våra vapen och deras funktion, låt oss börja riktigt långt tillbaka  i tiden, de tidigaste vapnen var då pilbågar och slungor som kastade pipar och stenar, vi kan ej klassificera dessa vapen  som enmansvapen eller handvapen, och ej handeldvapen.
Dessa vapen var samtliga beroende på ägarens muskelkraft, där vapnets effektivitet stod direkt i proportion till ägarens muskelkraft.
Dessa vapnen utgjorde då basen till vad som skulle komma att utvecklas vidare in i framtiden..
Exempel på en tidigt utvecklat vapen är armborsten, där finns lite av den moderna tänket bakom detta vapen, men självklart saknar vi  några  viktiga komponenter, nämligen krutet och pipan och ammunitionen.

Armborstarmborst1

Svartkrutet utvecklades  i Europa i början på 1300 talet, men Kineserna hade då uppfunnet detta långt tidigare.
Tillgången till krut gav utvecklingen av våra vapen en rejäl skjuts framåt, de första slätborrade vapnen sköt  iväg projektiler av sten eller metall eller andra pilformade ”kulor”.
Under 1800 talet så infördes räfflade eldrör, detta gjorde det möjligt att införa rotationsstabilicerade kulor till vapnen.

Rotationen gjorde att precisionen på ett mycket påtagligt sätt örbättrades, även uppfinningen av nitroglycerin och  nitrocellulosa ( Bomullskrut) ökade prestandan ytterligare, liksom att patroner med en tändhatt såg dagens ljus, allt  detta gav en förbättrad precision.
Denna typ av krut användes fortfarande i dag.

Så raskt över till ämnet, innerbalistik.

Innerballistik, är läran om avfyrade ( Kulors rörelse i pistolens pipa).

I våra pistoler användes relativt små laddningar av moderna krutsorter. Uppfinningen av patronen var ett stort genombrott.
Skälet till att detta system används är att man genom många års försök har funnit att detta är den absolut bästa metoden att ladda  en tomhylsa som då sedermera som laddad kallas patron.

När hanen faller så tar det i en modernt vapen omkring  0,005 sekunder, men betydligt längre tider förekommer, innan slagstiftet  slår in i tändhatten, upp till en eller ett par tiondels sekunder, kan det ta innan slagstiftet träffar tändhatten.
Läs mera om tändhatten.

Detta med lång tid är på många sätt helt förkastligt, som du säkert vet så skjuter vi skyttar alltid på en gammal träffbild, den tiden  det tar att rikta in vapnet så borde det ju vara så, att det är denna siktesbild vi skjuter på men så är inte fallet.
När vi väl har bestämt oss och kramar av avtryckaren så tar det en liten stund från några tusendels sekunder upp till en eller flera 10 dels
sekunder, innan slagstiftet har träffat tändhatten och krutet har detonerat, under tiden så har vår siktesbild vandrat iväg och vi skjuter på
en helt annan siktesbild när skottet går!
TÄNK PÅ att Ingen kan hålla ett vapen helt stilla!

Bild 1
Bild 1

Vad händer?

1 När då denna krutladdning bringas att detonera i vår patron så sker följande : Avtryckaren dras bakåt, hanens upphak  upphör, slagstiftet börjar sin resa mot patronens tändhatt, tändhatten fås att detonera krutet som är själva drivladdningen för vår kula.

Detta tar någon tusendels sekund, eller längre tid.
Trycket stiger nu i patronläget och hylsans väggar pressas mot patronlägets väggar,  detta låser fast hylsan en mycket kort stund mot patronlägets yta.

När laddningens största kraft driver kulan framåt, så minskar trycket på hylsans väggar mot patronläget och den avtagande  kraften i krutladdningen,  får hylsan att släppa fastpressningen  i patronlägets vägg och skickar slutstycket bakåt och tar med sig hylsan bakåt där den senare
( kastas ut = pistol) ej på revolver.

Bild 3
Bild 3

2 Tänk på att hylsan klarar bara 1 atmosfärs övertryck innan den brister. Detta är en säkerhetsåtgärd, om vår patron skulle  explodera utanför vapnet så åstadkoms inte så stora skador på skytten eller på omgivningen..
Patronen kommer inte att agera som i ett vapen.
Därav så är måttet på patronläget helt avgörande för en bra funktion, i patronläget ska hylsan kunna hållas kvar av övertrycket, men
patronläget ska inte medverka till att hylsan spricker och slutligen ska hylsan kunna släppa och skickas bakåt den så kallade tomhylsan.

3 Nu rör sig kulan framåt mot pipan, normalt så finns alltid /ska alltid finnas ett glapp/avstånd mellan kulan och patronläget bommar  i pipan. .
Detta kallas Headspace.
Skulle man inte ha något avstånd mellan kulan och bommarna så bygger det upp  ett mycket högt tryck om man inte ger kulan en  viss startsträcka innan den trängs in i pipans bommar..

OBS Kulan behöver en startsträcka  innan den träffar pipans bommar, detta för att hålla nere trycket.!

Därav är detta patronläge försett med oftast en konisk ingångsdel och sedan kommer den egentliga pipdiametern och sedan tar
pipans bommar tar tag i kulan.

Om avståndet mellan kulan och bommarna i patronläget är för litet genererar detta ett mycket högt tryck som kan vara mycket
skadligt för vapnet.
Det kan till och med, orsaka pipsprängningar.
Om avståndet däremot är för stort så kan kulan  ” kliva över bommarna” och inte bringas att rotera. Detta ger  då en katastrofal dålig träffbild det är speciellt vanligt vid användning av blykulor och då speciellt vid mjuka blykulor, i revolver.
Varning.
Detta problem kan vara stort på till exempel  en revolver laddad med till  en mjuk blykula, därav fås en en riktigt dålig precision.
Anledningen är att det oftast är ett stort avstånd mellan revolverns trumma och pipans bommar, detta kan vi inte ändra på bara byta kula.

Bild 1 Patronläge
Patronläge

Följande händer när den lite större kulan än vad pipans diameter är, pressas genom pipan med en stor kraft, så dels tvingas kulan att minska
i diameter, kanske någon tiondels millimeter, att kulan är något större än pipans diameter beror på att kulan ska  erhålla en god tätning mot de drivgaser som driver kulan framåt.

Delar av kulan pressas mot pipans bommar, dels för att täta mot krutgaser och dels för att bringa kulan i rotation.
Nästan samma förhållande sker materialet i vapnets pipa, skillnaden är att det oftast är betydligt bättre stål i pipan än material  i kulan,
men en viss mycket liten marginell temporär ökning av pipans diametern uppstår ändå.

Samtidigt som detta sker så genereras vibrationer i pipan som får denna att vibrera runt sin egen axel.

Det är just dessa vibrationer som på inget sätt är önskvärda som bidrar till en dålig precision.
Dessa vibrationer uppstår varje gång en kula passerar pipan, men dessa vibrationer är mindre och högre i sin amplitud beroende  på kulans hastighet.
Vi kan därför genom att ladda upp patroner med olika laddningar kontrollera genom träffbilden om vår pipa har kunnat förmedla patronen fram till  målet med stora eller små vibrationer.

På detta sätt kan vi skräddarsy laddningar till just vårt vapen. OBS just vårt vapen.
OBS Varje vapen har en mer eller mindre unik pipa.OBS

Så här kan det se ut.

Vi laddar upp 10 patroner  med 1,4 grain krut

Vi laddar upp 10 patroner med 1,5 grain krut

Vi laddar upp 10 patroner med 1,6 grain krut

Vi laddar upp 10 patroner  med 1,7 grain krut

Vi laddar upp 10 patroner  med 1,8 grain krut

Vi laddar upp 10 patroner  med 1,9 grain krut.

Vi skjuter av dessa laddningar med ett mycket bra stöd, eller lånar en skjutstol.
Vi dokumenterar noga vad som sker, lämpligen med hjälp av ett foto, sedan kan  vi lugn och ro utvärdera vilken laddning som går bäst.
Personligen har jag en laddning för normala håll och en annan laddning för långhåll.
Men jag ligger långt under max laddningen från kruttillverkaren.

Läs mera om skjutstol

Mera skjutstol

ptavla

4 Nu har vår kula passerat ut genom hylsan och har på ett förtjänstfullt sätt kommit att rotera genom bommarnas försorg, antingen
vänstervarv eller högervarv, rotationsriktningen har egentligen ingen betydelse för vårt normala fältskytte.
Men på långa håll kan detta påverka kulans flykt ute i luften, mer om detta finns i artikeln ballistik utan mattematik.

Bommarna i pipan är oftast mätbara på några tiondels millimeter och inte som en del tycks tro, ha en djuphet på flera  millimeter.
Stigningen på vapnets bommar varierar alla fabrikanter tycks tro på att just deras stigning är den rätta.
Utan bommar och stigning så får vi en urusel precision.
Just rotationen är det som får vår kula att inlemmas i precisionsskyttet, om den inte roterar så faller precisionen platt till marken.

Tänk på att kulans vikt är en mycket viktig faktor, om du har maximalladdat en patron och har haft en kula som väger 100 grain och byter  till en kula på 130 grain, så är du långt över maximala laddningen!
Det går 15,4 grain på ett gram.

Mera om innerbalistik.

Genom att  man kan variera mynningshastigheten ( laddningens storlek ) kan man erhålla en viss bana på kulan och en viss skottvidd,
Kulan  får sin rörelse av det gastryck som bildas i patronen  och i pipan.
Lite förenklat kan man säga att innerballistiken slutar vid mynningen.
Därefter tar vad som kallas övergångsballistik vid, något som inte behandlas här, och sedan talar man  om ytterballistik. Läs mera om Ytterballistik

De innerballistiska krafterna bestämmer kulans  mynningshastighet och rotationshastighet.
Men huvudsakligen utföres denna  rotationen kring kulans  längdaxel, men en viss rotation runt tväraxlarna kan uppstår och  detta påverkar som regel precisionen, vilket ger upphov till visst spridning.
Man kan se detta genom kulor som kantrar i måltavlan.
Ger ovala hål i måltavlan!
Ska man då ta hänsyn till om kulan är ett par tiondelar större än vad som avses för min kaliber?
Jag tycker att detta är en viktig del, det finns oftast till olika kalibrar flera olika kulor med olika storlek, det går bra att kalibrera ner
en något för stor kula, men hjälp av en dysa. Läs mera 

Då krutet börjar brinna bildas stora mängder het gas, detta är den egentliga drivkraften för kulan.
Eftersom krutets brinnhastighet är beroende av trycket ökar gasproduktionen vanligtvis snabbt med ökande tryck.
I ett tidigt skede börjar projektilen röra sig, dock inte omedelbart eftersom vissa trögheter/motstånd först måste  övervinnas, men vi pratar om ca eller omkring tusendels sekunder.

Inledningsvis rör sig kulan något fortare än vad  gasproduktionen får  trycket i patronen att stiga.
I något läge börjar dock projektilen röra sig så snabbt att den gas som produceras inte kan hålla trycket uppe utan trycket  börjar sjunka.
Nu har kulan för länge sedan passerat pipan.
Det maximala trycket som uppnås i pipan måste vara under god kontroll eftersom pipans  konstruktion endast medger  ett visst maximalt tryck.

Sedan sprängs den!

Krutets brinnförlopp bestäms utöver kemisk sammansättning av ”krutkornens” geometriska utformning.
Krutets  geometriska utformning kan variera mycket, allt från små runda korn till platta band eller långa stavar, solida eller med
längsgående hål.
Anledningen till att framställa krut med hål i kornen eller i stavarna, är att man vill öka upp brinnhastigheten på krutet.
Genom en större exponerad yta.

Varning

Det kan kanske vara på sin plats att varna för att öka trycket eller med andra ord att öka laddningen storlek mera än vad kruttillverkaren
rekommenderar som max laddning.
Vad som händer är att trycket som genereras vid detonationen av patronen ökar mycket kraftig och  kan på en gång eller senare, få vapnet att explodera i en så kallad pipsprängning, detta kan hända på första skottet och på 99 skottet  ingen vet?

Varning.
Man ska också ha klart för sig att det kan räcka med en pipa som vars mynning är fylld med snö för att åstadkomma en
pipsprängning!!

Att ladda ammunition med mera krut eller med en tyngre kula än vad fabrikanten av krutet rekommenderar är inte bara farligt för dig , utan du utsätter också dina  kompisar och skyttegrannar för en betydligt ökad risk, för pipsprängning.

Vissa kaliber bland annat kaliber .32 är en sådan kaliber att det går att dubblera laddningen i patronen, det gäller då att verkligen veta
vad man håller på med och skrota  ut en misstänkt patron, istället för att skjuta av den.

Dom få patroner som jag tvingas att skrota ut, dom gräver jag ner även om jag har utrustning för att plocka ut kulan och krutet, så är nedgrävningen
både säkrare och lättare att utföra.

Den stora fördelen med handladdning av ammunition är just möjligheten att kunna ladda testa och utvärdera, en laddning så att man  kan få till en absolut perfekt laddning för just detta vapen.

Ladda lugnt och länge!

Arne Nohlberg 2015 12 09

Läs mera om handladdning av ammo.

 

 

 

Annonser