İlk hız

Mermi çıkış hızı, bir merminin (kurşun, saçma, top veya fişek) bir silahın namlusunun ucundan çıktığı anda sahip olduğu hızdır. Ateşli silah namlu çıkış hızları, kara barutlu tüfeklerde yaklaşık 120 m/s ile 370 m/s arasında, .220 Swift ve.204 Ruger gibi yüksek hızlı fişeklere sahip modern tüfeklerde 1.200 m/s'nin üzerinde ve kinetik enerji delici mühimmat ateşleyen tank toplarında 1.700 m/s'ye kadar değişmektedir. Ateşli silah türü, fişek ve namlu uzunluğu dahil olmak üzere çeşitli faktörler, merminin namlu çıkış hızını belirler.

Mermi hızı

Güçsüz uçuş halindeki mermiler için, hızları namludan çıktıkları anda en yüksektir ve hava direnci nedeniyle sürekli olarak düşer. Deniz seviyesinde kuru havada ses hızından (yaklaşık 340 m/s) daha düşük hızda hareket eden mermiler "ses altı", daha hızlı hareket edenler ise "ses üstü" olarak adlandırılır ve bu nedenle önemli bir mesafe kat edebilir; hatta yakındaki bir gözlemci silahın ateşlendiğinin sesini daha duymamışken hedefi vurabilirler. Merminin havadaki hızı, barometrik basınç, nem, hava sıcaklığı ve rüzgar hızı gibi bir dizi faktöre bağlıdır.

1994 yılında Sandia Ulusal Laboratuvarları'nda 1 gramlık bir mermi 9000 m/s'yi aşan hızlara ivmelendirildi. Silah iki aşamada çalıştı. İlk olarak, yanan barut, bir pistonu hareket ettirerek hidrojeni 10000 atm'ye kadar basınçlandırdı. Basınçlandırılmış gaz daha sonra, ileriye doğru hareket eden ve şok emici bir "yastık" içine giren ikincil bir pistona bırakıldı ve pistonun enerjisini yastığın diğer tarafındaki mermiye aktardı.

Geleneksel silahlar

Geleneksel silahlarda, namlu çıkış hızı, itici maddenin miktarına, kalitesine (kimyasal yanma hızı ve genleşme açısından), merminin kütlesine ve namlu uzunluğuna bağlıdır. Daha yavaş yanan bir itici madde, çıkıştan önce yanmasını tamamlamak için daha uzun bir namluya ihtiyaç duyar, ancak bunun tersine daha ağır bir mermi kullanabilir. Bu matematiksel bir denge meselesidir. Daha hızlı yanan bir itici madde, aynı miktarda itici madde kullanıldığında daha hafif bir mermiyi daha yüksek hızlara ivmelendirebilir. Bir silah içinde, yanma sürecinin sonucu olarak oluşan gaz basıncı, mermi hızını sınırlayan bir faktördür. Sonuç olarak, güvenliği sağlamak ve performansı optimize etmek için itici maddenin kalitesi ve miktarı, mermi kütlesi ve namlu uzunluğu dengelenmelidir.

Daha uzun namlular, itici maddeye mermiyi itmek için daha fazla zaman tanır. Bu nedenle, diğer koşullar eşit olduğunda, daha uzun namlular genellikle daha yüksek hızlar sağlar. Ancak mermi namluda ilerledikçe, arkasındaki itici maddenin gaz basıncı azalır. Yeterince uzun bir namluda, mermi ile namlu arasındaki sürtünme ve hava direncinin, arkasındaki gaz basıncının kuvvetine eşit olacağı bir noktaya gelinir ve bu noktadan sonra merminin hızı azalır.

Yivli tüfekler

Yivli namluların içinde, merminin uçuş sırasında stabil kalmasını sağlayacak şekilde dönen spiral kıvrımlar oyulmuştur. Bu mekanizma yivleme olarak bilinir. Daha uzun namlularda mermi silahtan çıkmadan önce daha uzun süre döner. Namluda mermiyi yeterince stabilize edecek kadar yivleme varsa, namlu uzunluğunun artmasıyla hassasiyette kayda değer bir artış olmaz. Daha uzun namlular, daha uzun nişan alma yarıçapı nedeniyle demir nişangahlar kullanılıyorsa nişan almayı kolaylaştırır ve doğru itici madde yüküyle namlu çıkış hızını artırabilir, bu da daha düz bir yörünge sağlar ve menzil ayarlama ihtiyacını azaltır.

Bir mermi, namludan geçerken, arkasında genişleyen gaz tarafından ileri doğru itilir. Bu gaz, tetik çekildikten sonra oluşur ve ateşleme iğnesinin kapsüle çarpmasına neden olur; bu da mermi kartuşunun içindeki katı itici maddeyi ateşleyerek, haznede bulunduğu sırada yanmasına neden olur. Mermi namludan çıktıktan sonra genişleyen gazın itici kuvvetinden ayrılmış olur. 51 mm (2 inç) namlulu bir tabancadan ateşlenen bir mermi, namludan çıkmadan önce dönmesi için sadece 51 mm'lik bir "yol"a sahiptir. Bu, hızlanması için de sadece 51 mm'lik bir alana sahip olduğu anlamına gelir. Bazı durumlarda, kısa namlulu silahlarda barut tamamen yanmamış bile olabilir. Bu nedenle, 51 mm'lik bir namlunun namlu çıkış hızı, 100 mm'lik (4 inç) bir namlununkinden, o da 150 mm'lik (6 inç) bir namlununkinden daha düşüktür.

Büyük donanma topları, 38:1 ile 50:1 arasında değişen yüksek uzunluk-çap oranlarına sahiptir. Bu uzunluk oranı, mermi hızını en üst düzeye çıkarır. Elektromanyetik darbe kullanarak mermi atan elektrikle çalışan raylı toplar kullanılarak deniz silahlarının modernleştirilmesine büyük ilgi duyulmaktadır. Bunlar, yukarıda belirtilen sınırlamaların üstesinden gelir. Bu raylı toplarda, elektromanyetik darbe vasıtasıyla cihazın tüm uzunluğu boyunca sabit bir ivme sağlanır. Bu, namlu hızını büyük ölçüde artırır. Raylı topların bir diğer önemli avantajı ise patlayıcı itici madde gerektirmemesidir. Bundan dolayı geminin itici madde taşımasına gerek kalmaz. Ayrıca büyük miktarlarda depolanan patlayıcı itici maddenin kazara patlama riski vardır.[12] Bu durum güvenlik önlemleriyle hafifletilebilse de,[12] raylı toplar bu tür önlemlere olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırır. Zaten yüksek olan hız nedeniyle merminin iç yükleri bile ortadan kaldırılabilir. Bu, merminin tamamen kinetik bir silah haline geldiği anlamına gelir.