銃身の長さと玉の速さ

質問

普通の銃（火薬で飛び単弾）の銃身の長さは、命中率より、銃全体の重さを軽くしながら、玉が早く飛び出すように設計されてますか。銃身から玉が離れるまで加速されてると考えてよろしいでしょうか。徹底的に速さのみに重点をおくなら、銃身の長さは２倍以上になるでしょうか。ピストルのように短い銃身は速さを大きく犠牲にしているでしょうか。

回答No.1

rabbit_cat · ベストアンサー

＞銃身から玉が離れるまで加速されてると考えてよろしいでしょうか。
ほぼ間違いなくそうだと思う。
そうでない（銃身が長すぎる）なら、銃の設計者も、もっと短い銃身にするでしょうから。

本当の銃の中の空気圧が場所によらず一定ってのはありえないと思いますが、非常に単純化して、銃身の中のガスが断熱膨張するとするとして、
さらに、銃身を単純な円筒と考えての開口面積をA、弾の質量をM、とすれば、
弾の速度vは、

ガス圧の断熱変化の式
PV^γ = 一定 ...(1)

運動方程式
(P-P0)A - F - C*v^2 = M*dv/dt ...(2)（P0：大気圧、F：弾と銃身の摩擦、C：空気抵抗の係数）

銃身の容積変化と速度の関係
dV/dt = A*dv/dt ...(3)

を連立させれば、出せるんでないかな。
(2)の式の左辺が正である範囲であれば、銃身は長ければ長いほど、弾の初速は速いはずです。

で問題は、(2)の左辺の特に空気抵抗の係数Ｃてやつが一定ではなくて極端に変化することです。
弾丸の速度は簡単に音速を超えますので。
これは、内部のガスについても同じで、膨張速度が音速を超えると大きなロスが発生します。

回答No.3

thorium90

銃は命中率が命です。
命中率の悪い銃は狙った場所に外れて行きます。
意味がありません。
弾は早く飛んだほうが良い場合が多いですが、弾や銃の種類や用途で大きく変わります。
弾が特殊な場合は速度を上げすぎるとドロップもするようです。
また、長い銃身で発射した場合に著しく威力の低い弾で撃つと
摩擦が抵抗となり減速となる場合も現実としてあるようです。
火薬も爆発の早いものと遅いものがありますのでこれも銃身長に影響します。
口径も銃身長に大きく影響します。
つまり銃は人が携帯して発射するための道具ですからバランスとして
銃身長と口径、弾の種類は今の規格で確立されています。
銃によって推奨される弾も決まっています。
ピストルは携帯性が重視されているので速さや威力は確かに犠牲となります。

補足

微妙な問題ですね。火薬いろいろあるとは知りませんでした。ありがとうございました。

回答No.2

noname#26663

ガスの膨張率が最も有効な長さです。
これを超えてしまえば逆に初速は遅くなります。

拳銃の場合、
アメリカで最も良く使われる距離は、７ｍ付近だそうです。
むしろ、打ち合いなどは珍しいそうです。

つまり、用途に合った物の製造です。
携行が楽で、振り回し易い。

＞銃全体の重さを軽くしながら
重ければ反動は軽くなり、命中率は上がります。

あまりに軽くすると、米人は打てるが、日本人は尻餅をつく。
こう言う事になってしまいます。

あまり銃身が長いと、モーメントでバランスが悪くなります。
反動によるピックアップで弾痕が上に行く傾向になるかもしれません。

不思議と似た大きさ、長さです。
人間の曲げた左手の２倍程度の長さです。
人間の握れる大きさと握力で耐えられる長さです。