Kobber-trykkenheter

Kobber-trykkenheter (CUP, fra engelsk Copper Units of Pressure) og bly-trykkenheter (LUP, fra engelsk Lead Units of Pressure) er to beslektede og foreldede målemetoder for trykkmåling av patroner i kammeret til et skytevåpen. Navnet gjenspeiler at man benytter en tolk av enten kobber eller bly som blir trykket sammen.

Inntil 1990 brukte CIP stukning av kobbersylindre. De senere årene har CUP og LUP blitt erstattet med moderne trykkmålinger utført med piezoelektriske manometre (trykksensorer), hvilket både er mer presise og som regel gir betydelig høyere trykkverdier. Det er derfor viktig at man angir hvilken målemetode som er brukt, for ellers er målingen av lite verdi. Eksempel gir det lite mening å beskrive et makstrykk som 300 MPa, og i tilfelle det er snakk om CUP-trykk bør man i så fall skrive 300 MPa (CUP). Et kammertrykk målt med kobbertolk vil alltid uttrykkes som MPa (CUP) med SI-enheter, bar (CUP) i det metriske systemet, og psi (CUP) i det engelske systemet.

Gjennomføring av CUP-trykkmåling

Estimering av trykk ved hjelp av CUP- og LUP-enheter utføres med et en spesiell stukningssylinder (engelsk crusher pistol) hvor trykket påføres via et stempel og dermed deformerer en møysommelig formet og kalibrert sylinder av kobber eller bly. Mengden deformasjon sammenlignes med mengden knusing ved ulike belastninger i newton (N) per kvadratmeter (m²), og på den måten kan man konvertere dette til megapascal (MPa). Stukning av kobbersylindre brukes generelt for patroner med høyt trykk som for eksempel de fleste pistol- og riflepatroner, mens blysylindre som regel brukes for patroner med lavt trykk som haglepatroner. Stukningssylinderen har et hull i kammeret som er koblet til et stempel, og stempelet i dette kammeret blir ved avfyring utsatt for trykk. Lengden til den knuste/sammenpressede sylinderen sammenlignes med en tabell eller et diagram, og på den måten anslår man en CUP- eller LUP-trykkverdi.

Sammenligning med moderne metoder

Mens CIP i dag utelukkende bruker moderne målemetoder med transdusere oppgitt i MPa, så varierer det om SAAMI-standarder oppgir CUP, LUP eller måling med transduser i psi eller MPa.

Selv om både CUP- og LUP-tallene opprinnelig var ment å være sammenlignbare med trykkverdier uttrykt i MPa (eventuelt bar eller psi), så har det vist seg i praksis at tallene ikke alltid er sammenlignbare. Årsaken til dette er at et lavere trykk med lengre varighet kan stuke en sylinder like mye som en et høyere trykk over kortere tidsrom, så måler man med CUP- og LUP-metodene ofte betydelig høyere trykk enn det som faktisk er tilfelle. Det er vanlig å måle opptil 20% for høyt trykk med CUP i forhold til moderne målemetoder med transduser. For eksempel oppgir SAAMI-spesifikasjonen for 7.62x51 mm et maksimaltrykk på 360 MPa (CUP) og 430 MPa med transduser. I andre enden av skalen finner man .45-70 som oppgis av SAAMI med 190 MPa, både i CUP og med transduser.

Omregningsformler

På grunn av de mange faktorene ved en CUP- eller LUP-måling, så finnes det ingen nøyaktig konvertering til moderne målemetoder med transdusere. Det finnes imidlertid lineære approksimasjoner for konvertering, men disse er bare gyldige innenfor små trykkområder.

Et eksempel på en lineær approksimasjon publisert av Denton Bramwell skal være gyldig for konvertering SAAMI psi CUP-målinger mellom 28 000 og 54 000 psi CUP:

piezo = 1.52 ⋅ stukningsstykke - 18 000

På samme måte eksisterer det en tilnærmet konverteringsformel fra eldre CIP målinger av CUP-trykk (som ble registrert i multipler av 50 bar, altså 5 MPa), basert på den underliggende antagelsen om at det benyttes CIP-testoppsett:

piezo = 1.21 ⋅ stukningsstykke - 2.8

I tillegg til disse lineære tilnærmingene finnes det også eksponentiell konverteringsformel for beregning fra om 0 til ca 60 000 psi CUP-verdier til psi-verdier, og denne formelen brukes noen ganger opp til rundt 67000 psi, men med betydelig økning i feil.

CUP- og LUP-trykk vs. transdusertrykk

Før man fant opp transdusere på 1960-tallet var stukningssylindre den eneste pålitelige metoden for å estimere kammertrykk. Med den gode tilgjengeligheten av rimelige og pålitelige transdusere siden 1960-tallet har så godt som all våpenindustri gått bort fra estimering av kammertrykk ved hjelp av stukningssylindre, og over til faktiske kammertrykkmålinger ved hjelp av transdusere. I tillegg til å være mer presise er også transdusere raskere å bruke i praksis, ettersom man slipper å gjennomføre møysommelig kalibrering av kobber- eller blysylindre både før og etter skyting. I tillegg gir transdusere muligheten til å gi sanntidsmålinger av hele trykkurven. Bruk av transdusere er dermed rimeligere i det lange løp, ettersom man ikke må bruke offerstykker av metall til stukningssylinderen, samt at det letter analyse av testresultatene.

Et resultat fra overgangen til transdusere er at gamle ladebøker nesten alltid brukte CUP-trykk, mens moderne ladebøker omtrent bare bruker piezotrykk. Et annet resultat er at sikkerhetsmarginene nå kan fastsettes bedre, hvilket er med på å øke sikkerheten i design og bruk av skytevåpen og ammunisjon.

Se også

• Trykktesting av ammunisjon til skytevåpen
• Overtrykksammunisjon
• CIP, europeisk standardiseringsoranisasjon for patroner
• SAAMI, amerikansk standardiseringsoranisasjon for patroner
• NATO EPVAT-testing
• DEVA, privat tysk forsøksinstitutt for skytevåpen
• Villkattpatron
• International Ammunition Association, internasjonal organisasjon for patronsamlere
• European Cartridge Research Association, europeisk organisasjon for patronsamlere
• Scandinavian Ammunition Research Association, nordisk organisasjon for patronsamlere

Referanser

• Speer Reloading Manual Number 11, Omark Industries, 1987

Eksterne lenker

• Chamber Pressure Measurement av Terry Hart
• Diagram of SAAMI-trykknivå for noen vanlige patroner, både i psi (piezo) og psi (CUP).
• En studie Arkivert 20. august 2007 hos Wayback Machine. som viser statistisk signifikant korrelasjon mellom psi (CUP) og psi (piezo) for riflepatroner