Yiv-setli Namluların İç Balistiğe Etkisinin Kapsamlı İncelenmesi

Yıl 2025, Cilt: 1 Sayı: 2, 86 - 102, 30.12.2025

Ahmet Furkan Özbilge , Mustafa Bozdemir

Öz

Özet
Bu çalışma, yivli namlu geometrilerinin yüksek basınç koşullarındaki iç balistik davranış üzerindeki etkilerini ANSYS’te yürütülen explicit dinamik simülasyonlar aracılığıyla incelemektedir. Namlu boyu, yiv açısı ve yiv yapısı, barut kütlesi ve mermi burun yarıçapı olmak üzere dört temel parametre, etkilerini ayrı ayrı değerlendirmek amacıyla yedi model üzerinde tek değişkenli yaklaşım ile analiz edilmiştir. Sonuçlar, uzun namluların çıkış hızını artırırken deformasyonu da yükselttiğini; geniş yiv açılarının dönme stabilitesini iyileştirse de sürtünmeden kaynaklı enerji kayıpları nedeniyle doğrusal hızını azalttığını; burun geometrisindeki değişimlerin hem deformasyon hem de hız üzerinde belirgin etkiler oluşturduğunu; barut kütlesinin artışının ise uygun olmayan geometrilerde enerji verimliliğini düşürebildiğini göstermektedir. Genel olarak çalışma, iç balistik performansın optimize edilmesi için yivli namlu parametrelerinin anlaşılmasına ve doğru şekilde seçilmesine yönelik önemli bir bilimsel referans sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler: İç Balistik, Yiv-setli Namlu Tasarımı, Mühimmat, Balistik Analiz, ANSYS, Sonlu Elemanlar Analizi (FEA)

Anahtar Kelimeler

İç Balistik , Yivli Namlu Tasarımı , Mühimmat , Balistik Analizi , ANSYS , Sonlu Elemanlar Analizi

A Comprehensive Analysis of the Internal Ballistic Effects of Riffled Barrels

Öz

Abstract
This study examines how rifled barrel geometries influence internal ballistic behavior under high-pressure conditions through explicit dynamic simulations in ANSYS. Barrel length, rifling angle and configuration, propellant mass, and projectile nose curvature radius were varied individually across seven models to isolate their effects. Results show that longer barrels increase muzzle velocity but also deformation; larger rifling angles improve rotational stability while reducing linear acceleration due to frictional losses; changes in nose curvature radius significantly alter both deformation and velocity; and increased propellant mass enhances acceleration but may reduce energy efficiency when mismatched with barrel geometry. Overall, the study offers essential guidance for understanding and optimizing rifled barrel parameters in internal ballistic applications.

Keywords: Internal Ballistics, Rifled Barrel Design, Ammunition, Ballistic Analysis, ANSYS, FEA

Anahtar Kelimeler

Internal Ballistics , Rifled Barrel Design , Ammunition , Ballistic Analysis , ANSYS , FEA

Kaynakça

• D. E. Carlucci and S. S. Jacobson, Ballistics: Theory and Design of Guns and Ammunition, 2nd ed. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2013.
• T. V. Nguyen and V. Q. Bui, “Studying the effect of rifling parameters on the stress state in a gun barrel wall when firing,” Engineering and Technology Journal, vol. 8, no. 8, pp. 2556–2564, 2023, doi: 10.47191/etj/v8i8.09.
• O. C. Zienkiewicz and R. L. Taylor, The Finite Element Method, 5th ed. Oxford, U.K.: Butterworth-Heinemann, 2000.
• Y. Yang et al., “Dynamic stress analysis of anisotropic gun barrel under coupled thermo-mechanical loads via finite element method,” Latin American Journal of Solids and Structures, vol. 17, no. 1, p. e243, 2020, doi: 10.1590/1679-78255800.
• M. Farhadi et al., “Time-step sensitivity of ANSYS dynamic transient finite element modeling of fluid–structure interaction of bridge piers,” Computational Mechanics Journal, 2019. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/333389073
• Ansys Inc., ANSYS Mechanical User’s Guide: Explicit Dynamics and Structural Analysis. Canonsburg, PA, USA, 2023.
• H.-H. Lee, Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 2021. Mission, KS, USA: SDC Publications, 2021.
• H. A. Wahl, Mechanical Behavior of Materials. Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 2016.
• R. K. Rajput, Strength of Materials: Mechanics of Solids. New Delhi, India: S. Chand Publishing, 2006.
• G. R. Liu and S. S. Quek, The Finite Element Method: A Practical Course. Oxford, U.K.: Butterworth-Heinemann, 2003