Carabine à air comprimé

[invite3151c7d1]

Salut les gars je me demande en supposant que la temperature n'est pas assez elevee lors de la compression alors la vitesse du son dans l'air ne va pas changer, le fait d'augmenter la pression quel effet aura t'il sur le systeme
merci
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[LPFR]

Salut les gars je me demande en supposant que la temperature n'est pas assez elevee lors de la compression alors la vitesse du son dans l'air ne va pas changer, le fait d'augmenter la pression quel effet aura t'il sur le systeme
merci

Bonjour.
Vous pouvez tout aussi bien supposer que votre plomb se transforme en sandwich au jambon.
Il ne n'agit pas de faire de suppositions plus ou moins absurdes. Il s'agit de faire les calculs.
Et je vous l'ai déjà dit. Le projectile, même de masse négligeable ne pourra pas aller plus vite que la vitesse du son dans le gaz. Et ceci indépendamment de la pression.
Bon, peut-être que si votre pression monte à plusieurs milliers de bars, le forces de répulsion de Pauli commenceront à jouer et que la vitesse du son augmentera.
Au revoir.

[Jaunin]

Bonjour, Njn,
Je vous joins un exemple de calcul sur les carabines à air comprimé, en espérant que cela puise vous aider.
Cordialement.
Jaunin__

[calculair]

Bonjour

En resumant et pour une carabine donnée

V = racine carré de la pression initiale de la chambre

Ici il faut multiplier par 10 la pression pour depasser la vitesse du son d'aprés ce calcul.
A moins que d'autre phenomène entre en jeu.....

[LPFR]

Bonjour.
Je viens de lire l'exemple de calcul du lien fourni par Jaunin.
Il est faux.
Vous n'avez qu'à prendre un projectile plus léger. Très léger. Vraiment très léger. Peut-on dépasser la vitesse de la lumière?
L'erreur dans le calcul est d'imaginer que toute l'énergie de l'intégrale de PdV va au projectile. C'est une approximation valable quand la pression est faible et le projectile lourd. Mais ici quelle est la densité de l'air comprimé à 1200 bars? Mettons 1,3*1200=1560 kg/m3 c'est à dire une fois et demie la densité de l'eau. Donc on ne peut pas négliger l'énergie nécessaire pour accélérer l'air dans le canon.
Quand l'air n'a que lui même à pousser il se pousse à la vitesse du son.
Quand un fait le calcul correctement (je l'ai fait il y a très longtemps) on arrive au résultat "surprenant" que même avec une masse de projectile négligeable, la vitesse maximale est celle du son à la température du gaz.
Donc, avec un départ avec de l'air à 20°C et 1200 bars il est impossible de se rapprocher de la vitesse du son à 20°. D'autant plus que la détente va diminuer la température vers... 40K. Bien sur que non. Le gamma n'est pas constant. Il dépend de la température. On n'aura pas un spray d'air liquide à la sortie.

L'exemple est fait pour une carabine "à pression préalable": on pompe dans une chambre. Du coup la température tombe aux 20° de l'exemple.

Mais dans le type de carabines comme celui donné dans le lien dans le post#1. L'air est comprimé dans la chambre au moment du tir. Si vous comprimez adiabatiquement de l'air de 1 à 1200 bars sa température monte à 1950°C. Là la vitesse du son est nettement supérieure aux 340 m/s et on peut envisager de pousser un projectile plus loin.

Mais même ainsi, il faut se méfier. Notre jolie équation adiabatique avec son gamma ne sont probablement plus valables à 1900°. Et l'équation de gaz parfaits non plus, avec un gaz qui a la densité d'un liquide. Mon pif me dit que le coefficient de compressibilité de cette chose doit ressembler plus à celui de l'eau qu'à celui d'un gaz parfait. On risque d'avoir une vitesse du son qui plafonne à des valeurs proches de celle dans l'eau. Mais là je m'avance un peu trop: je suis en train d'inventer.
Au revoir.

[calculair]

Bonjour,

Je comprend les limites du raisonnement mais dans le cas des moteurs à reaction on a des vitesses d'ejection des gaz plus rapide que la vitesse du son.

Cela signifie sans doute que l'on peut pousser un projectile plus vite que le son

Je crois que c'est le cas pour les armes à feu, mais alors , moyennant quelq precautions dans le calculs et les lois physiques, ou se trouve l'impossibilté?

[Jaunin]

Bonjour, LPFR,
Je vous remercie pour vos explications.
Cordialement.
Jaunin__

[calculair]

Bonjour,

Un article qui nous dit que ce machin tire des balles qui sortent du cannon à 720 m/s

http://www.air-defense.net/index.php...20&num_art=578

C'est donc à priori possible, même si cela parait difficile..

[Jaunin]

Bonjour, Calculair,
Je ne sais pas si j'ai sauté un chapitre par rapport à votre dernier lien, mais je croyais qu'on était dans des carabines à air comprimé.
Votre article est plus concerné par la balistique intérieurs des armes à feu, dans ce cas on peut avoir certain explosif avec des vitesses de détonation qui peuvent atteindre 8000 [m/s].
Cordialement.
Jaunin__

[calculair]

bonjour,

Tu as raison , nous discutions des performances possibles des fusils à air comprimé.
Mais physiquement je ne vois pas de difference fondamentale de fournir l'energie à la masse d'air par la detente d'un ressort ou par une reaction chimique.Il est vrai que dans ce dernier cas le volume d'air peut augmenter du fait de la reaction chimique. Je pense que la reflexion portait sur la vitesse d'un ebranlement dans l'air

En tous les cas, j'ai bien compris les limitations apportaient par LPFR, mais je ne suis pas convaincu, que dans une carabine à air comprimé que la vitesse du son constitue un "mur " infranchissable

Physiquement, il y a de mon point de vue une difference, entre le deplacement d'un ebranlement d'air dans un milieu elastique lorsque la zone ebranlée est abandonnée à elle même, et la phase de compression lorsque le piston comprime le volume d'air.

Il faut aussi expliquér pourquoi quand la balle est poussée par les gaz de combustion de la poudre elle part plus vite que si c'est le gaz poussé par le piston.

Si vous avez une vision claire, j'aimerai la partager

[LPFR]

En tous les cas, j'ai bien compris les limitations apportaient par LPFR, mais je ne suis pas convaincu, que dans une carabine à air comprimé que la vitesse du son constitue un "mur " infranchissable

....

Il faut aussi expliquér pourquoi quand la balle est poussée par les gaz de combustion de la poudre elle part plus vite que si c'est le gaz poussé par le piston.

Bonjour Caculair.
La vitesse limite est bien la vitesse du son dans le gaz et à la température du gaz.
Si le gaz est à 20°C comme dans la carabine à pression préalable, la vitesse limite est de 340 m/s. Mais si la température est de 2000 °C comme dans la carabine à déclenchement de piston, ou de 4000 ou 5000° comme dans les armes à feu, la vitesse limite sera celle de du son à 2000, 4000 ou 5000°C, qui est beaucoup plus élevée que les 340 m/s.
Cordialement,

[calculair]

Bonjour,
Merci LPFR,

Donc pour ameliorer les performances des carabines à air comprimé , il faut chauffer le canon!

En effet, j'ai recherché sur google une carabine à air comprimé à trés haute performance, pour tenter d'apporter la contradiction, mais, en effet, elles ont des vitesses limites de tir aux environs de la vitesse du son pour les plus performantes.

Tout est clair... et bien cordialement

[invite3151c7d1]

Salut les gars et merci pour vos interventions enrichissantes.
mais au bout du compte si j'ai bien compris pour depasser la vitesse du son il faut augmenter la temperature de l'air comprimer, de cettte facon on augmente le vitesse du son dans ce gaz ce qui equivaut a une detente supersonique de cet air, donc une vitesse supersonique du projectil.
mais le detente de l'air lorsque le projectil commence a avancer va baisser la temperature de ce premier alors si je comprend bien pas de vitesse supersonique pour ce systeme.

LPFR: tu dis avoir fait un calcul similaire aupart avant est ce que tu peux s'il te plais me fournir un document avec ce calcul
Merci

[LPFR]

LPFR: tu dis avoir fait un calcul similaire aupart avant est ce que tu peux s'il te plais me fournir un document avec ce calcul

Bonjour.
Désolé, j'ai fait ce calcul par simple curiosité il y a presque un demi-siècle. Et, devinez: je ne l'ai pas gardé.
J'ai retenu le résultat car je me suis senti très con en retrouvant que la vitesse limite était la vitesse du son.
Mais je suppose que j'ai pris un cylindre avec un projectile et que j'ai mis dedans les produits de réaction de la combustion de la poudre noire (avec leur température). Puis expansion adiabatique. Et j'imagine (je ne me souviens pas) que j'ai tenu compte de l'énergie cinétique de la masse des gaz.
Pour la carabine, il faut calculer la pression et température jusqu'u moment où le projectile commence à bouger, puis faire une hypothèse concernant la pression (elle reste constante ou elle augmente, ou elle diminue). Cette hypothèse devra être validée avec les résultats du calcul.
Puis on fait le calcul avec F=ma sur le projectile et sur la masse de gaz derrière lui dans le canon (qui augmente à mesure que le projectile avance). Peut être que l'on peut utiliser la valeur finale de l'énergie cinétique et le travail fait par la pression.
Et on revient en arrière pour voir comment ce qui c'est passe dans le canon a affecté la pression dans la chambre. Sans oublier que le piston à continué d'avancer. Avec ceci on validera ou non l'hypothèse faite sur la pression.
Au revoir.

[invite3151c7d1]

Moi j'ai procede de cette maniere:
j'ai fixer une vitesse pour mon plomb (380m/s)
ensuite j'ai appliquer la RFD en negligeant les frotements pour avoir une force appliquee sur le projectile d'ou une pression (15,127 bar)
maintenant je vais appliquer le PFS pour calculer la raideur du ressort
je ne sais pas si c'est juste ou pas et je ne sais pas comment introduire la notion de la temperature la dedant. peut etre que je verifirais la temperature du gaz comprime puisque j'ai la pression de compression et le volume .

[LPFR]

Moi j'ai procede de cette maniere:
j'ai fixer une vitesse pour mon plomb (380m/s)
ensuite j'ai appliquer la RFD en negligeant les frotements pour avoir une force appliquee sur le projectile d'ou une pression (15,127 bar)
maintenant je vais appliquer le PFS pour calculer la raideur du ressort
je ne sais pas si c'est juste ou pas et je ne sais pas comment introduire la notion de la temperature la dedant. peut etre que je verifirais la temperature du gaz comprime puisque j'ai la pression de compression et le volume .

Re.
Bien sûr, c'est bien moins compliqué que ce que je vous ai expliqué. Je dois être con.
A+.

[invite3151c7d1]

j'espere que tu ne te fous pas de moi LPFR
je sens que se que j'ai fait manque quelque chose

[LPFR]

j'espere que tu ne te fous pas de moi LPFR
je sens que se que j'ai fait manque quelque chose

Re.
Si je vous dis que le calcul à faire est compliqué c'est parce que je ne pense pas qu'un calcul simpliste puisse donner des résultats même approchés.
Mais si vous préférez des calculs simplistes, vos résultats seront tellement éloignés de la réalité, que vous pouvez vous épargner les calculs. Vous pouvez aussi bien tirer les valeurs au sort ou demander conseil à votre concierge (surtout si elle n'a pas fait des études de physique).
A+

[invite3151c7d1]

je comprend LPFR, merci a toi
bon j'avoue que c'est audessus de mes competences alors je crois bien que je vais laisser tomber c'est trop compliquer

[Jaunin]

Bonjour,
C'est juste une information sur le sujet, si cela peut encore intéresser un des intervenants.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.fftir.org/index.php?FicheNum=113