Дульное пламя

Просматривая видео стрельб из дымарного оружия, заметил странный эффект.
Что-то крутится в голове из объяснений, но я слаб в теории стрельбы.
Помогите понять, что к чему. Либо подскажите, в каком разделе лучше продублировать тему. Заранее извиняюсь за фотки: форум глючит, возможны проблемы с их загрузкой.

Итак, по существу.
Патроны снаряжены отличным французским дымным порохом. Ещё раз обращу внимание - дымным!
Вот кадр с нормальным выстрелом:

Всё как и должно быть: пламя и дым. Вот другой подобный выстрел:

Но вот кадр который вызвал у меня недоумение - у дула чистое пламя. Как это объяснить?

Где-то читал, что дульное пламя - это кислород, горящий из-за высокой температуры вырывающихся из ствола газов. А порох, мол, уже давно сгорел.
Что происходит на самом деле?

кислород, горящий из-за высокой температуры

При горении существуют продукты этого самого горения, они также выходят из ствола, осаждаются на внутренней части ствола и т.п.

"Дым" образуется при горении, его может быть много, мало и т.п., зависит это от сорта пороха. Существует бездымный порох по характеристикам идентичным дымному, его используют при стрельбе из исторического оружия. Если "дыма" нет, то это тот самый случай.

q123q
...Существует бездымный порох... Если "дыма" нет, то это тот самый случай.

Издеваешься? Я же не спрашиваю: дымный порох у меня в патронах или нет?
Все патроны из одной партии и снаряжены из одной упаковки пороха.
На картинках раскадровки приведены выстрелы из одной серии: одна и та же винтовка, одна партия патронов. Отстреляны в течение часа с перерывом на смену мишеней и чистку ствола...
Именно поэтому можно точно сказать, что перед появлением огня с дымом, зафиксировано абсолютно чистое дульное пламя. Хочу понять его природу.
Следующий кадр этого выстрела фиксирует всё как положено - кучу дыма:

Так версия нестандартности патрона или пороха не проходит.
К сожалению, не могу дать более подробную раскадровку - видео снято цифровым фотоаппаратом. Частота кадров у него... наверное 15 в секунду. И на многих записях вспышка просто "проскакивает" между двумя кадрами. Только чистая винтовка, а следующий кадр - уже дым. Пламя "проскочило" между ними.

VVL

Издеваешься? Я же не спрашиваю: дымный порох у меня в патронах или нет?
Все патроны из одной партии и снаряжены из одной упаковки пороха.
На картинках раскадровки приведены выстрелы из одной серии: одна и та же винтовка, одна партия патронов. Отстреляны в течение часа с перерывом на смену мишеней и чистку ствола...
Именно поэтому можно точно сказать, что перед появлением огня с дымом, зафиксировано абсолютно чистое дульное пламя. Хочу понять его природу.
Следующий кадр этого выстрела фиксирует всё как положено: кучу дыма:

А вот если дым появился, то всё нормально, просто раскадровка такая.

q123q
Влад, мистики быть не может.

Ты не гони с ответами. Из-за тормознутости форума не получается быстро добавлять информацию.

Сначала появляется ворс пламени, затем дым, то есть сначала виден ворс пламени, затем дым на фоне ворса, затем только дым.

События очень скоротечны и раскадровка показывает такой эффект.

Горящий кислород-это бред полнейший, в школу в восьмой класс. Тут что-то другое. И непонятно- основная составляющая дыма в дымаре- частицы сульфида калия K2S, его не быть не может при нормальном составе дымного пороха.

Изначально, дымный порох состоял из трёх компонентов: серы (10%), калиевой селитры (75%) и древесного угля (15%)
Скорость горения регулировалась размером зерна компонентов или спрессовыванием в заряд определённой формы.

Так вот, в дымном порохе горит сера, древесный уголь регулирует скорость горения, выделяя необходимое количество тепла для горения серы, а селитра при нагревании обеспечивает процесс кислородом, преобразуясь сульфиды.
Фактически, количественное соотношение "полезных" компонентов к "неиспользуемым" (исходящим в виде дыма, т.е. не сгоревших) в дымном порохе может достигать 50%, что, кстати, изрядно увеличивает отдачу, т.к. не сгоревшие частицы являются по сути "твёрдыми телами", покидающими ствол оружия с высокой скоростью.
Пламя же на дульном срезе - это истекающие с высокой скоростью раскалённые газы, образованные прореагировавшими (сгоревшими) компонентами пороха.

Динамика истечения газов, смешанных с твёрдыми частицами, на дульном срезе выглядит так:
Дымообразующие твёрдые частицы в первоначальный момент истекают плотной раскалённой струёй (вспышка "чистого" пламени - температура частиц и газов идентичны).
В следующее мгновение частицы встречаются с многократно более холодным воздухом, мгновенно охлаждаются, и испытывая атмосферное сопротивление тормозятся, образуя растекающееся облако дыма.
Поток горячего газа испытывает меньшее атмосферное сопротивление, соответственно дольше сохраняет свою температуру, продолжая истекать сквозь образующееся дымное облако.
Количественно, соотношение газов к частицам примерно равнозначно.
Но газы остывая смешиваются с атмосферой и не визуализируются.
Твёрдые частицы, напротив, наблюдаются в виде атмосферной суспензии.

Прорыв газов перед пулей?

Камера поймала начало ФОРСА пламени, выхлоп еще не остыл (ворс на фланели)

Дым это уже остывшие частицы продуктов горения, а пламя - еще горячие.

Pavlov
Прорыв газов перед пулей?

Дискретность камеры (15 кадров в секунду) маловата, ежели взять камеру на 1-2 тыс. кадров/сек, то все выстрелы будут одинаковы.

Pavlov
Прорыв газов перед пулей?

Не думаю. Какая разница в таком случае: до пули или вслед за пулей вылетят такие газы? Они ведь всё равно с дымом.
А тут дыма не видно.

Gunsmith51
Дискретность камеры (15 кадров в секунду) маловата, ежели взять камеру на 1-2 тыс. кадров/сек, ...

Вот не буду спорить! Камера, да на пару тысяч кадров в секунду... это было бы самое оно!
Самое интересное, что камера была. Но я ею "ловил" пулю в желатине, выпущенную из этой же винтовки (патроны этой же партии).
Я даже не предполагал, что видео дульного пламени может быть таким интересным.

А камера, уверен, показала бы дульное пламя во всей красе. По крайней мере, пулю на скорости 350м/с она "ловит" элементарно.

VVL
Какая разница в таком случае: до пули или вслед за пулей вылетят такие газы?

Скорости у продуктов сгорания все-таки разные - там и газы, и твердые частицы (дым). Дым медленнее. Скорость газов и скорость пули (после того как пуля покинет ствол) тоже совершенно разные. Вспомни формулу, которая вычисляет скорость отдачи винтовки (импульс отдачи).

Скорости у продуктов сгорания все-таки разные - там и газы, и твердые частицы (дым).

Я не химик, конечно, но некоторые моменты чисто эмпирические.
Есть горение пороха в патроне и стволе, там кроме пороха и малого количества воздуха и нет ничего, по сути.
Дульное пламя при бездымном порохе это всегда догорание газов при их соединении с кислородом воздуха и прочими его компонентами. Причем догорание раскаленных газов, если их охлаждать, например, дульными насадками-пламегасителями, горение куда менее активно.
Вообще понятие "газы" тут собирательное. Скажем, раскаленная частичка угля или серы не газ, но при контакте с кислородом воздуха из-за достаточной температуры прореагирует с ним обязательно. Если температура будет недостаточна для горения, частичка уйдет в аэрозоль..
Потому дым может быт продуктом вторичного горения пороховых газов на воздухе, и пока они не прореагировали с ним и не охладились сами (или продукты реакции горения) дыма не будет.
Дым это всегда аэрозоль, т.е. мелкодисперсные твердые частицы, взвесь. Газы сами по себе дыма не образуют, хотя могут иметь окраску.
Так вот, при охлаждении продукты горения пороха могут или догореть\улетучиться, или при догорании\охлаждении конденсироваться в виде аэрозоля. Некторые аэрозоли имеют свойство "набирать" на себя ещеи молекулы воды, например, так работают дымовые шашки. Да и выстрел во влажную и прохладную погоду дымарем дает намного больше дыма, чем тот же выстрел в сухую погоду.

Похоже, что третий кадр сфоткан на более ранней стадии выстрела, когда вылетевшие из ствола частицы ещё не остыли, а при высокой температуре всё выглядит пламенем. На это указывает и отличающееся положение тела стрелка.

Saper:

Фактически, количественное соотношение "полезных" компонентов к "неиспользуемым" (исходящим в виде дыма, т.е. не сгоревших) в дымном порохе может достигать 50%, что, кстати, изрядно увеличивает отдачу, т.к. не сгоревшие частицы являются по сути "твёрдыми телами", покидающими ствол оружия с высокой скоростью.

mihasic
Похоже, что третий кадр сфоткан на более ранней стадии выстрела, ... На это указывает и отличающееся положение тела стрелка.

На положение тела не стоит обращать внимание: все три кадра - три разных выстрела.

mihasic
Ну, для отдачи всё равно, твёрдые частицы летят из ствола или газ, важна масса и скорость, а вовсе не агрегатное состояние...

Мне тоже показалось, что тут -Saper- перемудрил. Без разницы какое агрегатное состояние у вещества в стволе, как было, например, 3 грамма до выстрела, так и будет после.

Student
...Дульное пламя при бездымном порохе это всегда догорание газов при их соединении с кислородом воздуха и прочими его компонентами. ...

Вот это я и имел ввиду, когда говорил о горении кислорода. Просто слов не нашёл 😊 А меня "назад в школу"!
Много раз перечитывал, что написал -Saper- и другие форумчане. У меня такая картинка сложилась.
Порох воспламенился. По стволу несутся раскалённые газы вместе со всеми мелкими взвесями. Из дула вылетают в виде чистенького пламени и может что-то догорает на свежем воздухе. Затем мгновенно происходит расширение - это и есть собственно видимый нами дым. Соответственно, размер пламени у дула и скорость образования дыма зависит от температуры (наверняка и влажности) воздуха снаружи ствола.

Сейчас дам пару фоток. Сразу уточню вводные данные.
Стрельба ведётся в тёплом помещении (бал. лаборатории). Винтовка та же самая, что и на открытом стрельбище. И главное: патроны и в помещении и на природе из одной коробки. Отличия только в условиях проведения стрельб.

Это три последовательных кадра одного выстрела. К сожалению, дуло оказалось загороженным рамой. Но размер пламени оценить можно.

Вот второй выстрел в помещении, который мне удалось снять.

Похоже, что внешние условия, в которых производится выстрел сильно влияют на дульное пламя.
Те куцие огоньки, что я смог найти на видео открытых стрельб сделанны в других условиях. Точную температуру не помню, но было прохладно - одевался в куртку и сильный холодный ветер.

да что вы мудрите: сначала вспышка потом дым, посмотрите любую раскадровку взрыва, это самое простое и понятное объяснение, а точное было дано выше (температура - охлаждение).

А меня "назад в школу"!