ร่องเกลียวลำกล้อง



การทำร่องเกลียว ในลำกล้อง ปืนหมายถึงร่อง เกลียว ที่ถูกกลึงขึ้นบนพื้นผิวด้านในของลำกล้องปืนเพื่อทำให้กระสุนหมุนขณะยิงช่วยเพิ่ม เสถียรภาพ ทางอากาศพลศาสตร์และความแม่นยำ นอกจากนี้ยังเป็นคำที่ใช้เรียก (ในฐานะคำกริยา) การสร้างร่องเกลียวดังกล่าว ปืนที่ไม่มีร่องเกลียวในลำกล้องเรียกว่า ปืนลำกล้องเรียบ
เกลียวลำกล้องวัดได้จากอัตราการบิดซึ่งเป็นระยะทางที่เกลียวใช้ในการหมุนครบหนึ่งรอบ โดยแสดงเป็นอัตราส่วนโดยมี 1 เป็นฐาน (เช่น 1: 10 นิ้ว (25.4 ซม.) ) ระยะทางที่สั้นกว่า/อัตราส่วนที่ต่ำกว่า แสดงถึงเกลียวที่แน่นกว่า ทำให้เกิดอัตราการหมุนที่สูงขึ้น (และความเสถียรของกระสุนที่มากขึ้น)
ความยาว น้ำหนัก และรูปร่างของกระสุนปืนเป็นตัวกำหนดอัตราการหมุนที่จำเป็นในการรักษาเสถียรภาพแบบไจโรสโคปิก : ลำกล้องปืนที่ออกแบบมาสำหรับกระสุนปืนขนาดสั้นและเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ เช่น ลูกตะกั่วทรงกลม ต้องใช้อัตราการหมุนที่ต่ำมาก เช่น 1 รอบใน 48 นิ้ว (122 ซม.) [ 1 ]ลำกล้องปืนที่ออกแบบมาสำหรับกระสุนปืนขนาดยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก เช่น กระสุนขนาด 0.223 นิ้ว (5.2 กรัม, 5.56 มม.) น้ำหนัก 80 เกรน ที่มีแรงต้านต่ำมาก จะใช้อัตราการหมุน 1 รอบใน 8 นิ้ว (20 ซม.) หรือเร็วกว่านั้น[ 2 ]
เกลียวลำกล้องที่เพิ่มอัตราการบิดจากท้ายลำกล้องไปยังปากลำกล้องเรียกว่าเกลียวเพิ่มหรือ เกลียว ก้าวหน้าอัตราที่ลดลงตามความยาวของลำกล้องนั้นไม่เป็นที่ต้องการ เนื่องจากไม่สามารถรักษาเสถียรภาพของกระสุนได้อย่างน่าเชื่อถือขณะเคลื่อนที่ไปตามลำกล้อง[ 3 ] [ 4 ]
กระสุนที่มีความยาวมากเป็นพิเศษ เช่นเฟลเช็ตต์จำเป็นต้องใช้ความเร็วในการหมุนเกลียวลำกล้องที่สูงมากจนไม่สามารถทำได้จริงเพื่อรักษาเสถียรภาพ จึงมักใช้หลักการทางอากาศพลศาสตร์ในการรักษาเสถียรภาพแทน กระสุนที่รักษาเสถียรภาพด้วยหลักการทางอากาศพลศาสตร์สามารถยิงจาก ลำกล้องปืน เรียบได้โดยไม่ลดความแม่นยำลง
ประวัติศาสตร์

ปืนคาบศิลาเป็น ปืน ลำกล้องเรียบขนาดใหญ่ ใช้กระสุนทรงกลมยิงด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำ เนื่องจากต้นทุนสูง ความยากลำบากในการผลิตอย่างแม่นยำ และความจำเป็นในการบรรจุกระสุนจากปากลำกล้องอย่างรวดเร็ว กระสุนปืนคาบศิลาจึงมักไม่พอดีกับลำกล้อง ส่งผลให้กระสุนมักกระดอนออกจากด้านข้างของลำกล้อง และจุดหมายปลายทางหลังจากออกจากปากลำกล้องก็คาดเดาได้ยาก จึงมีการแก้ปัญหานี้เมื่อต้องการความแม่นยำมากขึ้น เช่น ในการล่าสัตว์ โดยใช้กระสุนที่พอดีกับลำกล้องมากขึ้นและใช้แผ่นรองกระสุน ความแม่นยำดีขึ้น แต่ก็ยังไม่น่าเชื่อถือสำหรับการยิงที่แม่นยำในระยะไกล
เช่นเดียวกับผู้คิดค้นดินปืน ผู้คิดค้นร่องเกลียวในลำกล้องปืนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ร่องตรงถูกนำมาใช้กับอาวุธขนาดเล็กตั้งแต่ปี ค.ศ. 1480 เป็นอย่างน้อย โดยเดิมทีมีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็น "ร่องเขม่า" เพื่อรวบรวมเศษดินปืน[ 5 ]
ความพยายามครั้งแรกๆ ในยุโรปที่บันทึกไว้เกี่ยวกับการสร้างลำกล้องปืนคาบศิลาแบบมีร่องเกลียว ได้แก่ ผลงานของGaspard Kollnerช่างทำปืนแห่งเวียนนาในปี 1498 และผลงานของ Augustus Kotter แห่งนูเรมเบิร์กในปี 1520 นักวิชาการบางคนอ้างว่า ในช่วงปลายศตวรรษที่ 15 ผลงานของ Kollner ใช้เพียงร่องตรง และจนกระทั่งเขาได้รับความช่วยเหลือจาก Kotter จึงได้สร้างปืนที่มีร่องเกลียวที่ใช้งานได้จริง[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]อาจมีความพยายามก่อนหน้านี้ด้วย เนื่องจากแรงบันดาลใจหลักของปืนที่มีร่องเกลียวมาจากนักธนูและพลธนูที่ตระหนักว่ากระสุนของพวกเขาบินได้เร็วและแม่นยำกว่ามากเมื่อมีการหมุนผ่านปีกที่บิดงอ
แม้ว่าการทำร่องเกลียวในลำกล้องปืนจะมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 แต่ก็ต้องแกะสลักด้วยมือ และด้วยเหตุนี้จึงไม่เป็นที่แพร่หลายจนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ยุ่งยากและมีราคาแพง ปืนที่มีร่องเกลียวในยุคแรกจึงถูกใช้โดยนักล่าสัตว์เพื่อความบันเทิงที่มีฐานะร่ำรวยเป็นหลัก ซึ่งไม่จำเป็นต้องยิงปืนหลายครั้งติดต่อกันอย่างรวดเร็ว และชื่นชอบความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น ปืนที่มีร่องเกลียวไม่เป็นที่นิยมในหมู่ผู้ใช้ทางทหาร เนื่องจากทำความสะอาดได้ยาก และการบรรจุกระสุนก็มีปัญหามากมาย หากกระสุนมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่พอที่จะเข้าไปในร่องเกลียวได้ ก็ต้องใช้ค้อนขนาดใหญ่เพื่อดันกระสุนลงไปในลำกล้อง ในทางกลับกัน หากกระสุนมีเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงเพื่อช่วยในการใส่ กระสุนจะไม่สามารถเข้าไปในร่องเกลียวได้อย่างเต็มที่ และความแม่นยำก็จะลดลง
อาวุธทางทหารที่ใช้งานได้จริงชนิดแรกที่ใช้ลำกล้องแบบมีร่องเกลียวและดินปืนดำคือปืนบรรจุท้ายลำกล้องเช่นปืนพกควีนแอนน์
อัตราการบิด


เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ลำกล้องปืนควรมีอัตราการหมุนที่เพียงพอที่จะช่วยให้กระสุน ทุกชนิด ที่คาดว่าจะยิงได้นั้นมีความเสถียร แต่ไม่ควรมากเกินไป กระสุนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่จะมีความเสถียรมากกว่า เนื่องจากรัศมีที่ใหญ่กว่าจะให้แรงเฉื่อยแบบไจโรสโคป มากกว่า ในทางตรงกันข้าม กระสุนที่ยาวจะรักษาความเสถียรได้ยากกว่า เนื่องจากมักจะมีน้ำหนักมากที่ด้านหลัง และแรงดันอากาศพลศาสตร์จะมีแขน ("คาน") ที่ยาวกว่าในการกระทำ อัตราการหมุนที่ช้าที่สุดพบได้ใน ปืน บรรจุจากปากลำกล้องที่ออกแบบมาเพื่อยิงลูกกลม ปืนเหล่านี้จะมีอัตราการหมุนต่ำถึง 1 ใน72 นิ้ว (180 ซม.)หรือยาวกว่าเล็กน้อย แม้ว่าสำหรับปืนไรเฟิลบรรจุจากปากลำกล้องอเนกประสงค์ทั่วไป อัตราการหมุน 1 ใน48 นิ้ว (120 ซม.)เป็นเรื่องปกติมาก ปืน ไรเฟิล M16A2ซึ่งออกแบบมาเพื่อยิงกระสุนขนาด 5.56×45 มม. NATO SS109 และกระสุนส่องวิถี L110 มีอัตรา การหมุนเกลียวลำกล้อง 1 ใน 7 นิ้ว (18 ซม.)หรือ 32 คาลิเบอร์ ปืนไรเฟิล AR-15 สำหรับพลเรือนโดยทั่วไปจะมีอัตราการหมุนเกลียวลำกล้อง 1 ใน 12 นิ้ว (30 ซม.) (54.8 คาลิเบอร์) สำหรับปืนรุ่นเก่า และ 1 ใน9 นิ้ว (23 ซม.) (41.1 คาลิเบอร์) สำหรับปืนรุ่นใหม่ส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม บางรุ่นก็ผลิตด้วยอัตราการหมุนเกลียวลำกล้อง 1 ใน7 นิ้ว (18 ซม.)หรือ 32 คาลิเบอร์ เท่ากับที่ใช้สำหรับปืนไรเฟิล M16 ปืนไรเฟิลซึ่งโดยทั่วไปยิงกระสุนที่ยาวกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า จะมีอัตราการหมุนเกลียวลำกล้องสูงกว่าปืนพกซึ่งยิงกระสุนที่สั้นกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า
มีวิธีการสามวิธีที่ใช้ในการอธิบายอัตราการบิด:
ตามธรรมเนียมแล้ว วิธีที่นิยมใช้มากที่สุดคือการแสดงอัตราการบิดเกลียวในแง่ของ "ระยะการเคลื่อนที่" (ความยาว) ที่จำเป็นในการหมุนครบหนึ่งรอบของกระสุนในลำกล้องปืนที่มีร่องเกลียว วิธีนี้ไม่ได้ให้ความเข้าใจที่ตรงไปตรงมาว่าอัตราการบิดเกลียวช้าหรือเร็วเมื่อเปรียบเทียบระหว่างลำกล้องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน
วิธีที่สองอธิบายถึง 'ระยะการเคลื่อนที่ของร่องเกลียว' ที่จำเป็นต่อการหมุนครบหนึ่งรอบของกระสุนในหน่วยคาลิเบอร์หรือเส้นผ่านศูนย์กลางลำกล้อง:
ที่ไหนอัตราการบิดตัวแสดงในหน่วยเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะคือความยาวของการบิดที่จำเป็นเพื่อให้กระสุนหมุนครบหนึ่งรอบ (หน่วยเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้ว) และคือเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ (เส้นผ่านศูนย์กลางของร่องเกลียว หน่วยเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้ว)
การเดินทางแบบบิดตัวและเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะต้องระบุหน่วยวัดให้สอดคล้องกัน เช่น หน่วยเมตริก (มม.) หรือหน่วยอิมพีเรียล (นิ้ว)
วิธีที่สามจะรายงานมุมของร่องเทียบกับแกนของรูเจาะ โดยวัดเป็นองศา
สองวิธีหลังนี้มีข้อดีโดยธรรมชาติคือสามารถแสดงอัตราการบิดเป็นอัตราส่วน และช่วยให้เข้าใจได้ง่ายว่าอัตราการบิดนั้นช้าหรือเร็ว แม้ว่าจะเปรียบเทียบรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันก็ตาม
ในปี พ.ศ. 2422 จอร์จ กรีนฮิลล์ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์ที่ราชวิทยาลัยทหาร (RMA) ที่วูลวิชลอนดอน สหราชอาณาจักร[ 9 ]ได้พัฒนากฎง่ายๆสำหรับการคำนวณอัตราการบิดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระสุนแกนตะกั่ว ทางลัดนี้ใช้ความยาวของกระสุนและไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงน้ำหนักหรือรูปทรงของหัวกระสุน[ 10 ]สูตรกรีนฮิลล์ซึ่งตั้งชื่อตามเขาและยังคงใช้อยู่ในปัจจุบันมีดังนี้:
ที่ไหนคือ 150 (ใช้ 180 สำหรับความเร็วปากกระบอกปืนที่สูงกว่า 2,800 ฟุต/วินาที)กระสุนมีเส้นผ่านศูนย์กลางกี่นิ้ว;คือความยาวของกระสุนในหน่วยนิ้ว และคือ ค่าความหนาแน่นจำเพาะของกระสุน(10.9 สำหรับกระสุนแกนตะกั่ว ซึ่งจะทำให้ครึ่งหลังของสมการหักล้างกันไป)
ค่าเดิมของค่าที่ได้คือ 150 ซึ่งจะได้อัตราการบิดเป็นนิ้วต่อรอบ เมื่อทราบเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของกระสุนในหน่วยนิ้ว วิธีนี้ใช้ได้กับความเร็วประมาณ 840 เมตร/วินาที (2800 ฟุต/วินาที) เหนือกว่าความเร็วเหล่านั้น จะใช้ได้กับความเร็วระดับอื่นควรใช้ค่า 180 ตัวอย่างเช่น หากความเร็วอยู่ที่ 600 เมตร/วินาที (2000 ฟุต/วินาที) เส้นผ่านศูนย์กลาง0.5 นิ้ว (13 มิลลิเมตร)และความยาว1.5 นิ้ว (38 มิลลิเมตร)สูตรของกรีนฮิลล์จะให้ค่าเท่ากับ 25 ซึ่งหมายความว่า 1 รอบจะหมุนได้ในระยะ25 นิ้ว (640 มิลลิเมตร )
สูตรปรับปรุงสำหรับการกำหนดเสถียรภาพและอัตราการบิด ได้แก่กฎการบิดของมิลเลอร์[ 11 ]และโปรแกรม McGyro [ 12 ]ที่พัฒนาโดย Bill Davis และ Robert McCoy

หากใช้เกลียวลำกล้องที่ไม่เหมาะสม กระสุนจะเริ่มเบี่ยงและหมุนคว้าง ซึ่งมักพบเห็นได้ในลักษณะ "รูรูปกุญแจ" โดยกระสุนจะทิ้งรูยาวไว้บนเป้าหมายเมื่อยิงในมุมเฉียง เมื่อกระสุนเริ่มเบี่ยงแล้ว ความแม่นยำก็จะหมดไป เพราะกระสุนจะเริ่มเบี่ยงเบนไปในทิศทางสุ่มขณะที่มันหมุนรอบแกน
ในทางกลับกัน อัตราการบิดที่สูงเกินไปก็อาจทำให้เกิดปัญหาได้เช่นกัน การบิดที่มากเกินไปอาจทำให้ลำกล้องสึกหรอเร็วขึ้น และเมื่อรวมกับความเร็วสูง จะทำให้เกิดอัตราการหมุนที่สูงมาก ซึ่งอาจนำไปสู่การ ฉีกขาด ของปลอกกระสุนทำให้กระสุนที่มีความเร็วสูงและรักษาเสถียรภาพด้วยการหมุนแตกกระจายกลางอากาศ กระสุนที่ทำจากโลหะชนิดเดียวไม่สามารถบรรลุความเร็วในการบินและการหมุนที่สูงพอที่จะทำให้เกิดการแตกกระจายกลางอากาศได้[ 13 ]ดินปืนไร้ควันสามารถสร้างความเร็วปากกระบอกปืนได้ประมาณ1,600 ม./วินาที (5,200 ฟุต/วินาที)สำหรับกระสุนที่รักษาเสถียรภาพด้วยการหมุน และดินปืนขั้นสูงที่ใช้ใน ปืนรถถัง ลำกล้องเรียบ สามารถสร้างความเร็วปากกระบอกปืน ได้ประมาณ1,800 ม./วินาที (5,900 ฟุต/วินาที) [ 14 ]การบิดที่สูงเกินความจำเป็นยังอาจทำให้เกิดปัญหาที่ละเอียดอ่อนกว่าเกี่ยวกับความแม่นยำได้อีกด้วย ความไม่สม่ำเสมอใดๆ ภายในกระสุน เช่น ช่องว่างที่ทำให้การกระจายมวลไม่เท่ากัน อาจถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นด้วยการหมุน กระสุนที่มีขนาดเล็กเกินไปก็มีปัญหาเช่นกัน เนื่องจากอาจไม่เข้าสู่ร่องเกลียวอย่างแม่นยำและอยู่ในแนวแกนเดียวกับลำกล้อง และการบิดเกลียวมากเกินไปจะยิ่งทำให้ปัญหาความแม่นยำที่เกิดขึ้นนั้นรุนแรงขึ้น
กระสุนที่ยิงออกจากลำกล้องปืนที่มีร่องเกลียวสามารถหมุนได้ด้วยความเร็วมากกว่า 300,000 รอบต่อนาที (5 กิโลเฮิร์ตซ์ ) ขึ้นอยู่กับ ความเร็วของกระสุน ที่ออกจากปากลำกล้องและ อัตราการบิดของลำกล้อง
นิยามทั่วไปของการหมุนการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนเดียวสามารถเขียนได้ดังนี้:
ที่ไหนคือความเร็ว เชิงเส้น ของจุดในวัตถุที่กำลังหมุน (ในหน่วยระยะทาง/เวลา) และหมายถึงเส้นรอบวงของวงกลมที่จุดวัดนี้หมุนรอบแกนหมุน
กระสุนที่เข้ากับร่องเกลียวของลำกล้องปืนจะออกจากลำกล้องโดยหมุน:
ที่ไหนคือความเร็วปากกระบอกปืนและคืออัตราการบิด[ 15 ]
ตัวอย่างเช่น ปืนไรเฟิล M4 Carbine ที่มีอัตราการหมุนเกลียวลำกล้อง 1 ใน7 นิ้ว (177.8 มม.)และความเร็วปากลำกล้อง3,050 ฟุตต่อวินาที (930 ม./วินาที)จะทำให้กระสุนหมุนด้วยความเร็ว 930 ม./วินาที / 0.1778 ม. ≈ 5.230 กิโลเฮิร์ตซ์ (313,835 รอบต่อนาที)
ความเร็วในการหมุนที่มากเกินไปอาจเกินขีดจำกัดที่ออกแบบไว้ของกระสุน และแรงเหวี่ยงที่เกิดขึ้นอาจทำให้กระสุนแตกกระจายในแนวรัศมีระหว่างการบิน[ 16 ]
ออกแบบ
ลำกล้องปืนที่มีหน้าตัดเป็นวงกลมไม่สามารถทำให้กระสุนหมุนได้ ดังนั้นลำกล้องปืนแบบมีร่องเกลียวจึงมีหน้าตัดที่ไม่เป็นวงกลม โดยทั่วไปแล้ว ลำกล้องปืนแบบมีร่องเกลียวจะมีร่องเกลียวหนึ่งร่องหรือมากกว่านั้นวิ่งไปตามความยาว ทำให้มีหน้าตัดคล้ายกับเฟืองภายในอย่างไรก็ตาม มันอาจมีรูปร่างเป็นรูปหลายเหลี่ยม ได้เช่นกัน โดยปกติจะมีมุมโค้งมน เนื่องจากลำกล้องปืนไม่ได้มีหน้าตัดเป็นวงกลม จึงไม่สามารถอธิบายได้อย่างแม่นยำด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงเส้นเดียว ลำกล้องปืนแบบมีร่องเกลียวอาจอธิบายได้ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของลำกล้องหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของสันเกลียว (เส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างสันเกลียวหรือจุดสูงสุดในร่องเกลียว) หรือด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของร่องเกลียว (เส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างร่องเกลียวหรือจุดต่ำสุดในร่องเกลียว) ความแตกต่างในข้อกำหนดการตั้งชื่อสำหรับกระสุนอาจทำให้เกิดความสับสนได้ ตัวอย่างเช่น กระสุนปืนขนาด.303 Britishมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่ากระสุนปืนขนาด.308 Winchester เล็กน้อย เนื่องจาก ".303" หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางลำกล้องในหน่วยนิ้ว (กระสุนมีขนาด .312) ในขณะที่ ".308" หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางกระสุนในหน่วยนิ้ว (7.92 มม. และ 7.82 มม. ตามลำดับ)
แม้จะมีรูปแบบที่แตกต่างกัน แต่เป้าหมายทั่วไปของการทำร่องเกลียวคือการส่งมอบกระสุนไปยังเป้าหมายอย่างแม่นยำ นอกจากการทำให้กระสุนหมุนแล้ว ลำกล้องยังต้องยึดกระสุนให้แน่นและเป็นศูนย์กลางขณะที่กระสุนเคลื่อนที่ไปตามลำกล้อง ซึ่งจำเป็นต้องให้ร่องเกลียวทำหน้าที่หลายอย่าง: [ 4 ]
- ขนาดของกระสุนจะต้องเหมาะสม เพื่อให้กระสุนสามารถอัดหรืออุดรูลำกล้องได้เมื่อยิงออกไป
- เส้นผ่านศูนย์กลางควรคงที่ และต้องไม่เพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้ปากกระบอกปืน
- ร่องเกลียวภายในลำกล้องควรมีความสม่ำเสมอตลอดความยาวของลำกล้อง โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในหน้าตัด เช่น ความกว้างหรือระยะห่างของร่องเกลียวที่แตกต่างกัน
- พื้นผิวควรเรียบ ไม่มีรอยขีดข่วนที่ตั้งฉากกับรูลำกล้อง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเสียดสีกับวัสดุของกระสุน
- ห้องบรรจุและปลายลำกล้องต้องช่วยให้กระสุนเคลื่อนที่เข้าและออกจากร่องเกลียวได้อย่างราบรื่น
การทำร่องเกลียวอาจไม่ได้เริ่มต้นทันทีที่ด้านหน้าของห้องบรรจุ อาจมีคอที่ไม่มีร่องเกลียวอยู่ด้านหน้าของห้องบรรจุ ดังนั้นจึงสามารถบรรจุกระสุนได้โดยไม่ต้องดันหัวกระสุนเข้าไปในร่องเกลียว ซึ่งจะช่วยลดแรงที่ต้องใช้ในการบรรจุกระสุนเข้าไปในห้องบรรจุ และป้องกันไม่ให้หัวกระสุนติดอยู่ในร่องเกลียวเมื่อนำกระสุนที่ยังไม่ได้ยิงออกจากห้องบรรจุ เส้นผ่านศูนย์กลางของคอที่กำหนดอาจมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของร่องเกลียวเล็กน้อย และอาจขยายใหญ่ขึ้นได้หากก๊าซดินปืนร้อนทำให้พื้นผิวภายในลำกล้องละลายเมื่อยิงปืน[ 17 ]ระยะฟรีบอร์คือความยาวของ ลำกล้อง เรียบที่ไม่มีสันอยู่ด้านหน้าของคอที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับร่องเกลียว ระยะฟรีบอร์ช่วยให้หัวกระสุนเปลี่ยนจากแรงเสียดทานสถิตเป็นแรงเสียดทานแบบเลื่อน และได้รับโมเมนตัม เชิงเส้น ก่อนที่จะพบกับแรงต้านของโมเมนตัมการหมุนที่เพิ่มขึ้น ระยะฟรีบอร์อาจช่วยให้ใช้ดินปืนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการลดจุดสูงสุดของแรงดันเริ่มต้นในช่วงปริมาตรขั้นต่ำของขีปนาวิถีภายในก่อนที่หัวกระสุนจะเริ่มเคลื่อนที่ลงไปในลำกล้อง ลำกล้องปืนที่มีความ ยาวฟรีบอร์เกินความยาวเกลียวปืนเป็นที่รู้จักกันในชื่อทางการค้าต่างๆ รวมถึงparadox [ 18 ]
ผลิต

วิธีการแรกๆ ในการทำร่องเกลียวให้กับลำกล้องปืนที่เจาะรูไว้แล้ว คือการใช้ใบมีดที่ติดตั้งบนแท่งหน้าตัดสี่เหลี่ยม ซึ่งบิดเป็นเกลียวตามระยะเกลียวที่ต้องการอย่างแม่นยำ โดยติดตั้งในรูหน้าตัดสี่เหลี่ยมสองรูที่ยึดอยู่กับที่ เมื่อใบมีดเคลื่อนผ่านลำกล้อง มันจะบิดด้วยอัตราคงที่ตามระยะเกลียว การตัดครั้งแรกจะตื้น ปลายใบมีดจะค่อยๆ ขยายออกด้วยการตัดซ้ำๆ ใบมีดอยู่ในร่องในแท่ง ไม้ ซึ่งค่อยๆ อุดด้วยกระดาษจนได้ความลึกที่ต้องการ กระบวนการนี้เสร็จสิ้นโดยการเทตะกั่วหลอมเหลวลงในลำกล้อง ดึงออก และใช้ร่วมกับผงขัดและน้ำมันเพื่อทำให้ลำกล้องเรียบ[ 19 ]
ร่องเกลียวในลำกล้องปืนส่วนใหญ่เกิดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งดังต่อไปนี้:
- การตัดร่องทีละร่องด้วยเครื่องมือ ( การตัดร่องเกลียวหรือการตัดร่องเกลียวด้วยปลายแหลมเพียงจุดเดียว )
- ตัดร่องทั้งหมดในครั้งเดียวด้วยดอก เจาะร่องแบบพิเศษ( การเจาะร่องเกลียว )
- การกดร่องทั้งหมดพร้อมกันด้วยเครื่องมือที่เรียกว่า "ปุ่ม" ซึ่งจะถูกดันหรือดึงลงไปในลำกล้อง ( การทำร่องเกลียวด้วยปุ่ม )
- การตีขึ้นรูปกระบอกปืนโดยใช้ แกนขึ้น รูปที่มีภาพกลับด้านของร่องเกลียว และบ่อยครั้งก็รวมถึงห้องบรรจุด้วย ( การตีขึ้นรูปด้วยค้อน )
- การขึ้นรูปด้วยการไหล (Flow forming) ชิ้น งานขึ้นรูป ลำกล้องปืนโดยใช้แกนหมุนที่มีภาพกลับด้านของร่องเกลียว ( การทำร่องเกลียวด้วยการไหล )
- การใช้แรงที่ไม่สัมผัส เช่นปฏิกิริยาเคมีหรือความร้อนจาก แหล่งกำเนิด เลเซอร์เพื่อกัดเซาะลวดลายเกลียวลำกล้อง ( การกัดเซาะเกลียวลำกล้อง )
- การกลึงร่องเกลียวบนแผ่นโลหะบางๆ แล้วพับแผ่นโลหะนั้นเข้าไปในรูด้านในของลำกล้องปืน ( การทำร่องเกลียวภายในลำกล้อง )
ร่องเกลียวคือช่องว่างที่ถูกตัดออก และสันที่เกิดขึ้นเรียกว่าสันเกลียวสันเกลียวและร่องเกลียวเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปในด้านจำนวน ความลึก รูปร่าง ทิศทางการบิด (ขวาหรือซ้าย) และอัตราการบิด การหมุนที่เกิดจากการทำเกลียวช่วยเพิ่มความเสถียรของกระสุนอย่างมาก ทำให้ทั้งระยะและประสิทธิภาพดีขึ้น โดยทั่วไป การทำเกลียวจะมีอัตราการหมุนคงที่ตลอดลำกล้อง โดยปกติจะวัดจากระยะทางที่ต้องใช้ในการหมุนหนึ่งรอบ ในบางครั้ง อาจพบปืนที่มี อัตราการบิด เพิ่มขึ้นซึ่งอัตราการหมุนจะเพิ่มขึ้นจากห้องบรรจุไปยังปากลำกล้อง แม้ว่าการทำเกลียวเพิ่มขึ้นโดยเจตนาจะหายาก แต่การทำเกลียวเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากความแปรปรวนในการผลิตนั้นค่อนข้างพบได้ทั่วไป เนื่องจากอัตราการบิดที่ลดลงเป็นอันตรายต่อความแม่นยำอย่างมากช่างทำปืนที่ กำลัง กลึงลำกล้องใหม่จากลำกล้องปืนที่ทำเกลียวไว้แล้วมักจะวัดอัตราการบิดอย่างระมัดระวัง เพื่อให้พวกเขาสามารถใช้อัตราการบิดที่เร็วกว่า ไม่ว่าความแตกต่างจะเล็กน้อยเพียงใดก็ตาม ที่ปลายปากลำกล้อง
กระสุนปืน

ปืนรุ่นแรกๆ นั้นบรรจุกระสุนจากปากลำกล้องโดยการดันลูกกระสุนจากปากลำกล้องเข้าไปในรังเพลิง ไม่ว่าจะเป็นลำกล้องแบบมีเกลียวหรือแบบเรียบ การประกอบที่แน่นหนาเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อปิดผนึกลำกล้องและให้ความแม่นยำสูงสุดจากปืน เพื่อลดแรงที่ต้องใช้ในการบรรจุกระสุน ปืนรุ่นแรกๆ เหล่านี้จึงใช้ลูกกระสุนที่มีขนาดเล็กกว่าปกติ และใช้แผ่นผ้า กระดาษ หรือหนังเพื่ออุดช่องว่าง (ช่องว่างระหว่างลูกกระสุนกับผนังลำกล้อง) แผ่นผ้านั้นทำหน้าที่เป็นตัวรองกระสุน ช่วย ป้องกันแรงดันในระดับหนึ่งทำให้ลูกกระสุนอยู่บนดินปืนและทำให้ลูกกระสุนอยู่ตรงกลางลำกล้อง ในลำกล้องแบบมีเกลียว แผ่นผ้ายังช่วยถ่ายทอดแรงหมุนจากเกลียวไปยังกระสุน เนื่องจากแผ่นผ้าเป็นส่วนที่สัมผัสกับเกลียวมากกว่าลูกกระสุน จนกระทั่งมีการคิดค้นลูกกระสุน Minié ที่มีฐานกลวง ซึ่งจะขยายตัวและอุดรูเมื่อยิงเพื่อปิดผนึกลำกล้องและเข้ากับเกลียว แผ่นผ้าจึงเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้กระสุนเข้ากับเกลียวได้[ 20 ]
ในปืนบรรจุท้ายลำกล้องหน้าที่ในการดันหัวกระสุนเข้าไปในร่องเกลียวจะทำโดยส่วนคอของลำกล้องถัดมาคือส่วนฟรีบอร์ซึ่งเป็นส่วนของคอลำกล้องที่หัวกระสุนเคลื่อนที่ผ่านก่อนที่ร่องเกลียวจะเริ่มต้น ส่วนสุดท้ายของคอลำกล้องคือส่วนมุมคอลำกล้องซึ่งเป็นจุดที่คอลำกล้องเปลี่ยนไปเป็นลำกล้องที่มีร่องเกลียว
โดยทั่วไปแล้วคอของลำกล้องจะมีขนาดใหญ่กว่ากระสุนเล็กน้อย เพื่อให้สามารถใส่และถอดตลับกระสุนที่บรรจุแล้วได้ง่าย แต่คอควรมีขนาดใกล้เคียงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของร่องเกลียวในลำกล้องมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อยิง กระสุนจะขยายตัวภายใต้แรงดันจากห้องบรรจุและอัดแน่นเข้ากับคอ จากนั้นกระสุนจะเคลื่อนที่ลงไปตามคอและเข้าสู่ร่องเกลียว ซึ่งจะถูกกัดเซาะและเริ่มหมุน การกัดเซาะกระสุนต้องใช้แรงมาก และในปืนบางชนิด ระยะฟรีบอร์ที่มากพอสมควรจะช่วยรักษาแรงดันในห้องบรรจุให้ต่ำโดยการปล่อยให้ก๊าซขับดันขยายตัวก่อนที่จะต้องกัดเซาะกระสุน การลดระยะฟรีบอร์ให้น้อยที่สุดจะช่วยเพิ่มความแม่นยำโดยลดโอกาสที่กระสุนจะเสียรูปก่อนที่จะเข้าสู่ร่องเกลียว[ 21 ] [ 22 ]
เมื่อหัวกระสุนถูกอัดเข้าไปในร่องเกลียวลำกล้อง มันจะเกิดเป็นภาพสะท้อนของร่องเกลียว เนื่องจากสันเกลียวจะดันเข้าไปในหัวกระสุนในกระบวนการที่เรียกว่าการแกะสลักการแกะสลักไม่เพียงแต่บันทึกคุณลักษณะหลักของลำกล้อง เช่น สันเกลียวและร่องเกลียว แต่ยังรวมถึงคุณลักษณะรอง เช่น รอยขีดข่วนและร่องรอยของเครื่องมือด้วย ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะของลำกล้องและการแกะสลักบนหัวกระสุนมักถูกนำมาใช้ในนิติวิทยาศาสตร์ด้านขีปวิทยา
ลำกล้องปืนที่มีร่องตัดลึกสามารถพบได้ในปืนอัตโนมัติเพื่อลดแรงดันแก๊สโดยเจตนา (แม้ว่าจะส่งผลต่อความเร็วของกระสุนก็ตาม) ซึ่งจะทำให้กระสุนเคลื่อนที่ได้เร็วกว่า ปืนพกHeckler & Koch VP70เป็นตัวอย่างที่ใช้วิธีนี้เพื่อลดแรงดันบนสไลด์ปืน[ 23 ] [ 24 ]
ความคืบหน้าล่าสุด


ร่องเกลียวลำกล้องที่ใช้กันทั่วไปในปืนสมัยใหม่มักมีขอบค่อนข้างคม แต่ในปัจจุบันร่องเกลียวลำกล้องแบบหลายเหลี่ยมซึ่งเป็นการย้อนกลับไปใช้ร่องเกลียวลำกล้องแบบแรกๆ ได้รับความนิยมมากขึ้น โดยเฉพาะในปืนพกลำกล้องแบบหลายเหลี่ยมมักมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า เนื่องจากลดความคมของขอบร่องเกลียว (ร่องเกลียวคือช่องว่างที่ถูกตัดออก และสันที่เกิดขึ้นเรียกว่าสันเกลียว) ช่วยลดการสึกกร่อนของลำกล้อง ผู้สนับสนุนร่องเกลียวลำกล้องแบบหลายเหลี่ยมยังอ้างว่าให้ความเร็วและความแม่นยำที่สูงกว่า ปัจจุบันพบเห็นร่องเกลียวลำกล้องแบบหลายเหลี่ยมในปืนพกจากCZ , Heckler & Koch , Glock , TanfoglioและKahr Arms ( เฉพาะ รุ่น P ) รวมถึงDesert Eagleด้วย

สำหรับปืนใหญ่สนาม แนวคิดระยะยิงไกลเต็มลำกล้อง (ERFB) ที่พัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1970 โดย Dennis Hyatt Jenkins และ Luis Palacio [ 25 ]จากบริษัทวิจัยอวกาศของGerald Bullสำหรับปืนใหญ่ GC-45นั้น แทนที่บูร์เรลเล็ตด้วยปุ่มเล็กๆ ซึ่งทั้งสองอย่างพอดีกับร่องของลำกล้อง[ 26 ] [ 27 ]ปืนที่สามารถยิงกระสุนเหล่านี้ได้ทำให้ระยะยิงเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ก็ชดเชยด้วยความแม่นยำที่ลดลงอย่างมาก (3 – 4 เท่า) ซึ่งเป็นเหตุผลที่กองทัพนาโต้ไม่ได้นำมาใช้[ 28 ]ต่างจากกระสุนที่แคบกว่าลำกล้องปืนที่มีซาบอต กระสุน ERFB ใช้ลำกล้องเต็ม ทำให้สามารถบรรทุกน้ำหนักได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น G5ของแอฟริกาใต้ และ PzH 2000ของเยอรมนีERFB อาจรวมกับเบสบลีด ได้
ร่องเกลียวลำกล้องแบบแปรผัน
เกลียว ลำกล้อง แบบ Gain-twistหรือแบบก้าวหน้าเริ่มต้นด้วยอัตราการบิด ที่ช้า ซึ่งค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามลำกล้อง ส่งผลให้โมเมนตัมเชิงมุม ของกระสุนเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ในช่วงไม่กี่นิ้วแรกของการเคลื่อนที่ของกระสุนหลังจากที่เข้าสู่คอลำกล้อง [ 29 ] ซึ่งทำให้กระสุนยังคงไม่ถูกรบกวนและตรงกับปากปลอกกระสุน หลังจากเข้าสู่เกลียวลำกล้องที่คอลำกล้อง กระสุนจะได้รับโมเมนตัมเชิงมุมที่เร่งขึ้น เรื่อยๆ ขณะที่ถูกผลักดันไปตามลำกล้อง ข้อได้เปรียบทางทฤษฎีคือการเพิ่มอัตราการหมุนอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้แรงบิดถูกส่งไปตามความยาวของลำกล้องที่ยาวขึ้นมาก ทำให้ความเครียด ทางความร้อนเชิงกล กระจายไปทั่วพื้นที่ที่ใหญ่กว่า แทนที่จะกระจุกตัวอยู่ที่คอลำกล้องเป็นหลัก ซึ่งโดยทั่วไปจะสึกหรอเร็วกว่าส่วนอื่นๆ ของลำกล้องมาก เกลียวลำกล้องแบบ Gain-twist ถูกนำมาใช้ก่อนและระหว่างสงครามกลางเมืองอเมริกา (1861–65) ปืนพก Colt ArmyและNavyต่างก็ใช้เกลียวลำกล้องแบบ Gain-twist อย่างไรก็ตาม การทำร่องเกลียวแบบบิดเพิ่ม (gain-twist riflist) นั้นทำได้ยากกว่าการทำร่องเกลียวแบบสม่ำเสมอ (uniform rifling) และด้วยเหตุนี้จึงมีราคาแพงกว่า กองทัพได้ใช้ร่องเกลียวแบบบิดเพิ่มในอาวุธหลายชนิด เช่น... ปืนกลแกตลิง M61 Vulcan ขนาด 20 มม.ที่ใช้ในเครื่องบินขับไล่รุ่นปัจจุบันบางรุ่น และรุ่นที่ใหญ่กว่านั้น ปืนกล Gatling GAU-8 Avenger ขนาด 30 มม.ที่ใช้ในเครื่องบินเจ็ทสนับสนุนทางอากาศระยะใกล้ A10 Thunderbolt II ในการใช้งานเหล่านี้ ช่วยให้สามารถสร้างลำกล้องที่เบากว่าได้โดยการลดแรงดันในห้องเผาไหม้ผ่านอัตราการบิดเกลียวเริ่มต้นที่ต่ำ ในขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจได้ว่ากระสุนมีความเสถียรเพียงพอเมื่อออกจากลำกล้อง ไม่ค่อยมีการใช้ในผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายทั่วไป แม้ว่าจะใช้ในปืนพกSmith & Wesson รุ่น 460 (X-treme Velocity Revolver) ก็ตาม[ 30 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- บทความนี้ถูกเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 11 กันยายน 2007 ในWayback Machineเกี่ยวกับวิธีการทำลำกล้องปืนจากนักยิงปืนIHMSA
- บทความเกี่ยวกับการผลิตถังไม้กอล์ฟจากลิลยา ผู้ผลิตถังไม้กอล์ฟสำหรับการแข่งขันระดับโลก
- บทความเกี่ยวกับการทำและการวัดร่องเกลียวลำกล้องปืน โดยลิลยา พร้อมภาพประกอบเครื่องทำร่องเกลียวลำกล้องแบบปุ่มกด
- บทความนี้ถูกเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2016 ในWayback Machineเกี่ยวกับกระบวนการผลิตลำกล้องปืนไรเฟิล รวมถึงการเจาะรู การคว้าน การทำเกลียว และการตกแต่งขั้นสุดท้าย
- บทความ 6mmBRเกี่ยวกับลำกล้องปืน
- บทช่วยสอนเรื่องการวัดขนาดลำกล้องปืน (Bore slugging tutorial) ถูกเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2006 ในWayback Machineโดยอธิบายวิธีการกำหนดขนาดลำกล้องและร่องเกลียวที่แท้จริง และวิธีการเลือกขนาดกระสุนที่เหมาะสม
- การคำนวณความเร็วรอบกระสุน — อัตราการหมุนและความเสถียร
- ขนาดร่องเกลียวลำกล้องทั่วไปของกระสุนปืนลูกโม่ ปืนพก และปืนไรเฟิล