Ateşli Silahlarda Mermi Çapının Akış Alanına Etkisinin Nümerik İncelenmesi

Temel olarak bir silahtan istenen yıkıcı bir etki göstermesidir. Ancak yıkım etkisi arttırılmak istendiğinde geri tepme kuvveti de artmakta ve bu durum incelenmesi gereken bir konu olarak güncelliğini korumaktadır. Ateşli silahta geri tepme kuvvetini oluşturan etki mermi kovanında bulunan barutun yanmasına bağlı olarak ortaya çıkan yüksek basınçlı gazdan kaynaklanmaktadır. Yüksek basıncın etkisiyle harekete geçen merminin etrafındaki akış alanının tahmin edilmesi bu anlamda oldukça önem arz etmektedir. Ancak bu durumun tahmin edilmesi oldukça karmaşık bir iştir. Karmaşıklıklar, yüzey geometrisi, türbülans, hesaplama alanındaki zaman değişikliği, sıkıştırılabilirlik, gaz denklemleri gibi çok sayıda faktörün varlığından kaynaklanmaktadır. Akış bölgesine doğrudan etkisi olan faktörlerden birisi de mermi geometrisidir. Bu çalışma kapsamında, mermi çapının akış alanı üzerindeki etkisi nümerik olarak incelenmiştir. Nümerik modellemede Fluent paket programı kullanılmıştır. Yapılan hesaplamalar iki boyutlu eksenel simetrik, zaman bağlı şartlarda gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalar sonucunda mermi etrafında oluşan basınç dağılımı, namlu ekseninden farklı konum boyunca çizilmiş ve bu konumlarda farklı zaman değerleri için basınç değerleri gösterilmiştir. Ayrıca, farklı konumlarda farklı mermi çaplarına ait modellerde meydana gelen hız ve sıcaklık dağılımları da incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, mermi çapı arttıkça mermi hızlarının da arttığı (sabit kütle durumunda), mermi çapının artmasıyla namlu çıkışında meydana gelen şok dalgalarının boylarının arttığı belirlenmiştir. Ayrıca, çap arttıkça mermi etrafındaki havanın sıcaklığının azaldığı görülmüştür.

Basically, it is required of a weapon is to have a devastating effect. However, when the destruction effect is desired to be increased, the recoil force also increases and this situation remains current as a subject that needs to be examined. The effect that creates the recoil force in the firearm is due to the high pressure gas that occurs due to the combustion of the gunpowder in the bullet casing. Estimation of the flow area around the projectile, which is activated by the effect of high pressure, is very important in this sense. However, estimating this situation is quite complex. The complexities are due to the presence of a large number of factors, such as surface geometry, turbulence, time change in the calculation field, compressibility, gas equations, etc. One of the factors that have a direct impact on the flow zone is the bullet geometry. In this study, the effect of bullet diameter on the flow field was investigated numerically. In numerical modelling Fluent program was used. Calculations were carried out in two-dimensional axisymmetric, transient, compressible conditions. As a result of the calculations, the pressure distribution around the projectile was drawn along a position different from the barrel axis, and pressure values were shown for different time values at these positions. In addition, the velocity and temperature distributions that occur in models of different bullet diameters at different locations have also been studied. When the results were examined, it was determined that as the bullet diameter incre as observed that the temperature of the air around the bullet decreased as the diameter increased.