没事脑洞：假设不考虑地面弧度……

dajusha

使用无限长的枪管水平射击，不同弹药会在枪管中移动多远才停住？
这个最大影响参数是装药量还是膛压还是弹重？

terminal2000

恩，假设大气压力为一个标准大气压p0，弹头质量为m，枪管口径为d，弹壳内体积为V，激发后瞬间完全燃烧形成气压p1，且温度整个过程中不会降。

定性的分析，应该是先做（非匀）加速运动，加速度不断减小，最后做减速运动知道禁止，枪管内接近真空，被大气压像弹簧一样弹回枪膛。

这是一道中学物理竞赛题？好像有微积分内容了。

lancker

为什么我联想到了欧洲大型强子对撞机

Huntington

枪管对子弹的摩擦阻力很重要 （1）没有阻力的话，子弹会走到枪管里近似真空，最后子弹被外面大气压压着往回跑，不断的在枪管里往复运动。

（2）阻力很大的话，枪管里燃气还在比大气压大的情况下子弹就停止前进了。
（3）真实的情况应该在上面两个情况中间，影响因素有装药量，燃烧率，子弹质量，口径和阻力（rifling）。

只是乐一乐

Huntington

terminal2000 发表于 2020-11-23 15:35
恩，假设大气压力为一个标准大气压p0，弹头质量为m，枪管口径为d，弹壳内体积为V，激发后瞬间完全燃烧形成 ...

温度肯定会下降，气体对子弹作功，自己的热能被拿走。简化为理想气体和枪管绝热比较好（作用时间很短）

dajusha

等下啊……为什么假定子弹后方为真空？
感觉膛线并不会让管子和子弹密合，空气应该以有限速度漏到后边？

Huntington

dajusha 发表于 2020-11-23 16:17
等下啊……为什么假定子弹后方为真空？
感觉膛线并不会让管子和子弹密合，空气应该以有限速度漏到后边？ ...

这个漏气就更复杂了，如果是气密的话，或者子弹速度快到漏气来不及补充子弹后的气量的话，确实是有抽真空的效应。当然，如果rifling产生的阻力足够大的话，可能还没到抽真空子弹就停下来了。

fisherman188

首先定性分析，我觉得子弹在无限长枪膛里运行的距离肯定大大短于在空气中运行的距离。一个因素是随着子弹飞行，枪膛内高压气体迅速压力变低，推力大减。

更重要的另一个因素是子弹在膛线里旋转，而且子弹一般比膛线大千分之几，这样摩擦力会非常大。
而铜和铅又是非常软的金属，这样子弹头飞不了多远，就会因为摩擦很快变小，
从而导致火药气体外泄。变小后的弹头也很容易失去平衡在枪膛里面tumble，这样就更飞不远了。

再定量估算一下弹头飞行的上限。以223子弹为例。
223的膛压一般55，000psi。参考22lr的膛压一般7000psi。
我们可以合理假定枪支膛压低于1000psi的时候，基本就推不动弹头前进了。
所以对于223子弹而言，如果膛内气体膨胀55000/1000=55倍，基本就推不动了弹头了。
一般枪管长度20寸，所以子弹飞行20寸x55=1100寸 = 30yard，膛内气体就推不动弹头了。这是第一个上限。

如果能找到进一步的资料，确认膛压低于3500psi基本就推不动223弹头前进了，
（大概是22lr膛压的一半，个人觉得这个假定挺合理），那么上面的223弹头飞行距离
缩小为314寸=8 yard。这是第二个上限。

考虑到摩擦和漏气的问题，223子弹在无限长枪膛里飞行的距离肯定远小于上面计算出来的30 yard和8 yard。
作为对比，223子弹在空气中可以飞行3000-5000 yard。

noghsot

难得看到个感兴趣的东西，我的看法：

先简化下条件：
1、系统充分气密，也就是火药气体不会从后面，也不会从子弹和枪管之间漏出来。也不考虑活塞，导气之类的。
2、子弹在枪管中前进，不会由于子弹变形，部分挂铅之类的影响子弹和枪管之间的摩擦，假定这个数值恒定。
这个基础上：
1、子弹跟枪管之间的摩擦是子弹停下来的最大原因。
2、外部空气气压由于与火药燃气的压力相差太大，可以忽略。
3、由于作用时间太短，会有火药燃气泄漏的问题，不过估计不影响结果的数量级。
4、子弹形变会降低摩擦，但是考虑一般枪膛挂铅不重，感觉子弹的形变没有那么大，估计几十寸距离内，摩擦力不会有明显变化。

那么我们都知道，枪管长度超过一定长度之后，子弹出膛速度就不增加了。。。假定这个长度是24寸。
那么也就是说，子弹在枪管中运动到24寸时候，火药气体膨胀给子弹的压力=子弹与枪管的摩擦。

在这个基础上，接下来会有3-4种思路都可以算出来子弹停下的距离。
太晚了，不算了，否则画个二次曲线图，阴影面积一样就差不多估出来了。

所以在之前的假定下，这个数字不会很大。甚至枪匠就可以测出来。

Jingagain

不懂帮顶

oldben

觉得9楼分析的有道理。子弹跟枪管之间的摩擦是一个重要因素。
看看弹头上膛线形成的凹痕：
http://www.mellner.com/dprs_handgun.htm

Maximilien

上面说的都很有道理。
既然题主没说有几个药室，那我们不妨幻想一下，如果是在无限长的枪管中，有无限多的药室沿枪管多级布置...那这个问题的脑洞就更大了。

（类似图片中示意的那样）

Maximilien

oldben 发表于 2020-11-23 18:12
觉得9楼分析的有道理。子弹跟枪管之间的摩擦是一个重要因素。
看看弹头上膛线形成的凹痕：
http://www.mell ...

嗯，所以像巴黎大炮这种身管巨长，想尽可能高效利用发射药但又害怕炮弹和炮管之间摩擦过大的特殊火炮，炮管的最后一截是滑膛的

凉冰

卧槽，这脑洞开的

要用小炮打卫星呢？

noghsot

从地球到月球。。。。凡尔纳经典名著，虽然作者不懂动量定理。

刚才脑补了一下膛压和子弹在枪管中行程的关系图，直觉可能在100寸以内。毕竟说不漏气，还是会漏气的。

noghsot

凉冰 发表于 2020-11-24 00:14
卧槽，这脑洞开的

要用小炮打卫星呢？

理论上成立啊。。。只要卫星扛得住加速度。

如果用电磁轨道就很成立了，就是轨道要够长，加速度别太大。

Maximilien

noghsot 发表于 2020-11-24 00:44
理论上成立啊。。。只要卫星扛得住加速度。

如果用电磁轨道就很成立了，就是轨道要够长，加速度别太大。 ...

参见：

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gerald_Bull
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Project_HARP
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Project_Babylon

Maximilien

凉冰 发表于 2020-11-24 00:14
卧槽，这脑洞开的

要用小炮打卫星呢？

还有用大炮反导的呢

凉冰

noghsot 发表于 2020-11-24 03:44
理论上成立啊。。。只要卫星扛得住加速度。

如果用电磁轨道就很成立了，就是轨道要够长，加速度别太大。 ...

嚯 ，居然还真的有 ！？ 我也就顺嘴一提，没想到已经有科学家测试过了

noghsot

凉冰 发表于 2020-11-24 02:56
嚯 ，居然还真的有 ！？ 我也就顺嘴一提，没想到已经有科学家测试过了

当然有，很久之前就有人设想打炮上月球。
二战期间哪个无线电近炸引信，就证明了人类电子设备是可以抗住炮弹的加速度。

从大炮发射卫星来说，主要是大气摩擦降速问题，不是发射本身。
如果换成月球基地起飞，就100%成立了。