Unidades de presión de cobre - Copper units of pressure

Las unidades de presión de cobre o CUP , y las unidades de presión de plomo relacionadas o LUP , son términos que se aplican a las mediciones de presión que se utilizan en el campo de la balística interna para estimar las presiones de la cámara en armas de fuego . Estos términos fueron adoptados por convención para indicar que los valores de presión se midieron con manómetros de trituradora de cobre y trituradora de plomo, respectivamente. En los últimos años, han sido reemplazados por la adopción de manómetros piezoeléctricos más modernos que miden con mayor precisión las presiones de la cámara y generalmente dan valores de presión significativamente más altos. Esta nomenclatura se adoptó para evitar confusiones y el intercambio potencialmente peligroso de valores de presión y estándares realizados por diferentes tipos de manómetros. Por ejemplo, tiene poco sentido describir una presión máxima como 300 MPa, y en caso de que la presión se haya medido de acuerdo con el procedimiento CUP, debería indicarse como 300 MPa (CUP).

La presión es un parámetro físico fundamental que se expresa en unidades de fuerza divididas por área. La unidad de presión en el sistema avoirdupois es libras por pulgada cuadrada, mientras que la unidad de presión en el sistema métrico es la barra , y la unidad de presión en el sistema SI moderno es pascal (equivalente a newtons por metro cuadrado). Una presión de la cámara medida con un manómetro triturador de cobre se expresaría como psi (CUP) en el sistema inglés, bar (CUP) en el sistema métrico y MPa (CUP) en el sistema SI.

Metodología

La estimación de la presión utilizando unidades CUP y LUP se realiza mediante una pistola trituradora especial , que utiliza la presión aplicada a un pistón para triturar un cilindro de cobre o plomo cuidadosamente fabricado y calibrado . La cantidad de deformación se compara con la cantidad de trituración producida por diferentes presiones en libras por pulgada cuadrada. Los cilindros de cobre se utilizan a altas presiones, como las que generan la mayoría de los cartuchos de pistolas y rifles , y los cilindros de plomo se utilizan para presiones bajas, como las que generan los cartuchos de escopeta . La pistola trituradora tiene un orificio en la cámara que está vinculado a un pistón, y al disparar, este pistón se somete a la presión del disparo. A continuación, el pistón actúa sobre el cilindro calibrado, aplastándolo ligeramente. La longitud del cilindro triturado se mide y se compara con una tabla de longitudes resultantes de los cilindros triturados con cantidades de presión determinadas, y la fuerza correspondiente es el valor de presión CUP o LUP. La organización estadounidense de estándares Sporting Arms and Ammunition Manufacturers 'Institute (SAAMI) publicó estándares de nivel de presión CUP para muchos cartuchos.

Comparación de unidades

Si bien se pretendía que los números de CUP y LUP fueran comparables al poder de trituración de una presión dada en psi , los números no son equivalentes. Dado que una duración más larga, el pulso de presión más baja puede aplastar el cilindro tanto como una duración más corta, el pulso de presión más alta, las presiones CUP y LUP frecuentemente se registran por debajo de las presiones pico reales (medidas por un transductor ) hasta en un 20%. Por ejemplo, la presión máxima SAAMI para 7.62 × 51 mm se da como 52,000 psi (CUP) o 62,000 psi (430 MPa ); el .45-70 , en el otro extremo, figura como 28.000 tanto en CUP como en psi (190 MPa). Los estándares SAAMI para un cartucho dado pueden expresarse en unidades CUP, unidades LUP o en unidades estándar de presión (psi o MPa).

Aunque no son posibles fórmulas de conversión precisas, para la conversión entre presiones verdaderas y presiones indicadas por la trituradora, existen ecuaciones de conversión de aproximación linealizada en rangos estrechos de presiones para estimar lecturas de presión piezoeléctrica dadas las presiones de la trituradora.

Por ejemplo, Denton Bramwell ha publicado una fórmula de aproximación de conversión, que cubre solo las presiones de chancado SAAMI entre 28.000 y 54.000 CUP:

piezo = 1,52 × trituradora - 18.000

Asimismo, existe una fórmula de aproximación de conversión para estimar entre las presiones del chancador CIP (Europa) (que se registran en múltiplos de 50 bar) y las clasificaciones piezoeléctricas, consistentes con diferentes supuestos para las condiciones de prueba del chancador CIP vs SAAMI:

piezo = 1,21 × trituradora - 2,8

Además de estas aproximaciones lineales, también existen fórmulas de aproximación de conversión exponencial para estimar de aproximadamente 0 a aproximadamente 60 ksi valores de trituradora a valores psi, y estos a veces se utilizan hasta aproximadamente 67 ksi, pero con errores que aumentan significativamente.

Presiones de CUP y LUP frente a presiones de transductores

Hasta la invención de los transductores de medición en la década de 1960, las pistolas trituradoras eran el único método confiable para estimar las presiones de la cámara. Con la disponibilidad de transductores confiables y económicos desde la década de 1960 para realizar mediciones de la presión de la cámara, la industria casi universalmente ha comenzado a alejarse de las pistolas trituradoras para estimar las presiones de la cámara, para favorecer la realización de mediciones reales. Los transductores también son más rápidos de usar en la práctica, ya que no requieren la medición cuidadosa de los cilindros de cobre o plomo después de disparar. Además, los transductores son capaces de registrar presiones instantáneas durante todo el ciclo de encendido. Por lo tanto, a largo plazo, el uso de un transductor es menos costoso, ya que no requiere el uso de cilindros de metal desechables en una pistola trituradora y también reduce el trabajo requerido para analizar los resultados de las pruebas.

Un resultado de esta transición al uso de transductores de medición es, por ejemplo, que un manual de recarga de Speer de 1987 enumera todas las presiones SAAMI en CUP, mientras que las referencias actuales enumeran casi todas las presiones en PSI. Otro resultado es que los márgenes de diseño ahora están mejor determinados, lo que tiene el efecto de aumentar la seguridad a largo plazo de disparar varios miles de rondas con un arma. Con estimaciones basadas en pistolas trituradoras, los márgenes de seguridad reales nunca podrían evaluarse con precisión, salvo disparar decenas de miles de rondas en una pistola de muestra.

Referencias

enlaces externos

• Medición de la presión de la cámara por Terry Hart
• Tabla de niveles de presión SAAMI para cartuchos comunes, en PSI o CUP.
• Un estudio realizado que muestra una correlación estadísticamente significativa entre CUP y PSI para cartuchos de rifle.
• Speer Reloading Manual Number 11, Omark Industries, 1987 [ISBN no especificado]