¿Cómo pueden disparar las ametralladoras tan rápido?

¡Buena pregunta!

Una ametralladora es simplemente una máquina que se corresponde de forma lineal. Las piezas de trabajo vuelan hacia la parte trasera después de disparar una cartirdge, luego se detienen y vuelven a la posición delantera, y mientras tanto la máquina tiene que extraer y expulsar la caja gastada, cargar una nueva y alimentarla en la cámara.

Hay muchas cosas allí, entonces, ¿cómo se hace de manera rápida y sin problemas? Amortiguación crítica.

Las fuerzas exactas involucradas, la masa de las partes de trabajo y la amortiguación están cuidadosamente diseñadas para que se logre la amortiguación crítica. La única línea que necesita quitar de esa página wiki es:

el sistema vuelve al equilibrio en el tiempo mínimo

Esto significa que las piezas de trabajo hacen lo suyo a la velocidad más rápida posible, con un mínimo de oscilación adicional. La energía para impulsar la acción se deriva del mismo gas de alta presión que dispara la bala, así que supongo que se podría decir que la razón por la que la acción se mueve tan rápido es la misma razón por la que las balas se disparan rápidamente, y la razón por la que está lista para disparar la siguiente ronda de nuevo tan pronto después de eso es una amortiguación crítica.

Por la misma razón, el motor de un automóvil funciona. ..un montón de piezas metálicas que operan en un ciclo de acciones que se repiten una y otra vez. La secuencia de disparo de una ametralladora se divide simplemente en varios pasos, que suceden rápidamente, para lograr una tarea, en este caso disparando muchos disparos uno tras otro.

Comienza cuando la persona que opera el arma carga un cinturón o cargador. Luego, el operador prepara la MG (ametralladora) al levantarla (tirando del perno hacia atrás, donde se mantiene hasta que se aprieta el gatillo). Después de eso, se produce esta secuencia: alimentación / compartimiento (el cartucho se coloca en la cámara), bloqueo (el cerrojo se bloquea temporalmente en su lugar por el perno y se mantiene para disparar), disparo (el percutor dispara y se dispara la bala, luego la bala sale del barril; se desbloquea (la presión cae y el perno se desbloquea), se extrae (la caja vacía se saca de la cámara) y se expulsa (la caja vacía se saca de la MG). La secuencia comienza nuevamente cuando la MG se alimenta en otra ronda. Esto continúa hasta que el operador suelta el gatillo o, el arma se queda sin munición (o el arma se atasca, una ocurrencia común).

Por supuesto, todo esto sucede en fracciones de segundo. La rapidez con que un MG puede disparar (la velocidad de disparo) depende de lo rápido que los diseñadores de MG pensaron que debería ser. Esto puede variar de aproximadamente 400 a 500 rpm (rondas por minuto) como en un BAR de la era WW2 o una pistola Bren hasta 1300 rpm (que un MG 42 alemán podría disparar).

La masa que se mueve hacia atrás debido a debe ser lo suficientemente ligera. Vea el video para ver cómo funciona la ametralladora

Veamos un ejemplo. Un cartucho Winchester .308 lanza una bala de masa de 150 granos (1 grano = 64.8 mg) con una velocidad de 2820 pies / s (1 pie = 30.5 cm). En unidades MKS, entonces, p_b = 8.4 kg m / s. Este rifle tiene un peso de aproximadamente 8 libras, o una masa de m_g = 3.8 kg. Eso significa que la velocidad de retroceso del rifle será v_g = – p_b / mg = -2.2 m / s

enlace – La física de las cosas cotidianas

Si una ametralladora dispara balas de 25 g con una velocidad de 1000 m / s (p = m * v = 25 Ns)

Digamos que la operación de retroceso tiene que volver a su posición inicial en 0.25 sy debe recorrer una distancia hacia atrás 0.18 m, por lo tanto, la velocidad de retroceso es (0.18 / (0.25 * (1/2)) = 1.44 m / s )

Entonces, en un caso ideal donde se conserva el impulso, se obtiene m = p / v = 25 / 1.44 = 17.36 kg.

Esto significa que la masa de los componentes que se mueven hacia atrás debido al retroceso debe tener una masa inferior a 17,36 kg.

Por supuesto, en el caso real, debe considerar la fricción y otras fuerzas de resistencia.

Otras balas tienen diferente velocidad y energía. Para .50 BMG (647 a 2710), masa de alrededor de 42 g, la velocidad es de 928 m / s (18,050 J)

Puede ver otra lista de retroceso aquí: Tabla de retroceso de rifle

Pero si miraras el video a continuación, notarías que no es solo la masa de retroceso lo que importa. El mecanismo de alimentación también debe funcionar sin problemas. Y obtener el tiempo correcto no es una tarea fácil

Estos tipos están dando respuestas precisas, pero bastante largas. La versión corta es que los gases en expansión del polvo de la pistola en explosión impulsan el proyectil fuera del cañón, y algunos de esos gases se usan para tirar del perno de la pistola (como tirar del martillo en un revólver), que se usa para extraer el carcasa gastada y sacar un cartucho nuevo de la revista / correa a la cámara de disparo).