Артиллерийское орудие

ЧЕМ МОЖНО ЗАМЕНИТЬ ПОРОХ

Теперь, когда мы познакомились с устройством и действием артиллерийских орудий, может возникнуть вопрос: так ли уж незаменима огнестрельная артиллерия? Нельзя ли при настоящем уровне техники изобрести новые средства, сконструировать другие машины, которые бы своим могуществом превосходили современные артиллерийские орудия.

Этот вопрос совсем не праздный. Человечество было уже свидетелем стольких технических революций, что у нас нет никаких оснований считать огнестрельную артиллерию последним и завершающим этапом военной техники. Посмотрим, какие имеются возможности в настоящее время, чтобы заменить огнестрельную артиллерию какой-либо другой. Иными словами, можно ли в данное время заменить чем либо порох?

Снаряд под действием пороховых газов вылетает из канала ствола с большой скоростью. Следовательно, при стрельбе из огнестрельного оружия используется скрытая энергия пороха. Но скрытой энергией обладает не только порох. Бензин, каменный уголь и другие горючие вещества также обладают скрытой энергией.

Нельзя ли заменить порох бензином? Его качества как топлива кажутся выше, чем качества пороха. Если сжечь один килограмм бензина, то выделится тепла в 10–16 раз больше, чем при сжигании одного килограмма пороха. На первый взгляд такая замена представляется вполне возможной. Рассмотрим, как горит бензин и как горит порох и есть ли разница между горением того и другого. На открытом воздухе бензин и порох горят почти одинаково и не взрываются.

Но совершенно по-иному они ведут себя, если их поместить в замкнутое пространство, без доступа воздуха.

Для горения бензина необходим кислород, поэтому в замкнутом пространстве он гореть не будет. Порох же, наоборот, будет гореть так быстро, что произойдет взрыв. В чем дело?

Почему порох взрывается без доступа воздуха? Потому что в самом порохе содержится кислород, необходимый для его горения. Взрывчатое разложение можно получить только при наличии кислорода в самом взрывчатом веществе.

Возьмем, например, черный порох. В нем смешаны селитра, уголь и сера. Основным горючим веществом является уголь, а селитра содержит кислород в количестве, достаточном для полного сгорания угля.

То, что сказано о бензине, относится и к каменному углю и ко многим другим горючим веществам. Следовательно, заменить пороха эти вещества не могут.

Итак, нельзя сравнивать порох с каким-либо горючим веществом. В порохе и в любом другом взрывчатом веществе есть все, что необходимо для их горения; в таких веществах, как уголь, бензин, дрова и др., нет основного, без чего они не могут гореть — нет кислорода.

Чтобы сжечь один килограмм бензина, необходимо 15,5 килограмма кислорода. Следовательно, тепло, выделенное при этом, надо рассчитывать не на один килограмм, а на 16,5 килограмма смеси. Один килограмм этой смеси выделит всего лишь 610 калорий. Это уже меньше, чем дает один килограмм пироксилинового пороха.

Одно время конструкторов увлекала идея использования энергии сжатого воздуха.

Была сконструирована и построена пневматическая пушка. Эта пушка, калибром 38 сантиметров и длиной 15 метров, бросала большие снаряды на расстояние до 1800 метров, а малые снаряды — до 5000 метров. Каждая такая пушка была оборудована специальной установкой, сжимавшей воздух до 140 атмосфер. Воздух к пушке поступал по целой системе подземных труб. Для стрельбы из таких пушек применялись снаряды, наполненные очень сильным взрывчатым веществом — динамитом. Из обычных орудий такими снарядами стрелять нельзя, так как динамит очень чувствителен к резким толчкам, следовательно, и разрыв снаряда произойдет в стволе. Мягкий же толчок сжатого воздуха динамит выдерживает не взрываясь.

Идея использования сжатого воздуха, на первый взгляд, кажется очень удачной. Она дает возможность избавиться от высокой температуры и от сильного звука при выстреле. Кроме того, она дает возможность использовать для снаряжения снарядов мощные взрывчатые вещества.

Появление более совершенных взрывчатых веществ и громоздкость сложных пневматических пушек заставили отказаться от дальнейших работ в этом направлении. Было доказано на опыте, что пневматические орудия не могут соперничать с огнестрельными. Пневматические ружья, которыми пользуются в настоящее время, являются лишь средством тренировок и увеселения.

С применением пара дело обстоит еще хуже. Установки для получения пара нужного давления получаются настолько громоздкими, что нечего и думать об их использовании для стрельбы.

На протяжении почти всей истории развития огнестрельной артиллерии не раз делались попытки использовать центробежные метательные машины для метания снарядов. Идея этого метания очень несложная. К быстро вращающемуся диску прикреплен снаряд. При вращении снаряд будет стремиться оторваться от диска. Достаточно освободить снаряд в нужный момент, и он полетит тем дальше, чем быстрее вращается диск. Кажется, все очень просто и хорошо. Но это только кажется. Точные расчеты показывают, что такая метательная машина была бы очень большой и громоздкой. Для осуществления быстрого вращения диска этой машины потребовался бы двигатель большой мощности. Самое же главное состоит в том, что меткость стрельбы при помощи такой машины очень плохая. Малейшая ошибка в моменте отрыва снаряда от диска вызовет резкое изменение в направлении полета снаряда. А освободить снаряд в нужный момент при быстро вращающемся диске задача, технически трудно выполнимая.

Остается нам остановиться на попытках использования еще одного вида энергии — электричества. Применение электрического тока для метания снаряда в цель имеет очень много преимуществ: абсолютное отсутствие давления, малая температура, почти никакого звука.

Ствол такой электропушки должен состоять из обмоток в виде катушек. Когда по обмоткам пойдет ток, то вокруг проводника образуется мощное магнитное поле. Стальной снаряд под действием магнитных сил будет втягиваться последовательно в эти катушки. В результате этого он приобретет необходимую скорость и после выключения тока из обмоток вылетит по инерции в направлении цели. Какова должна быть мощность этого источника тока?

Вы, вероятно, помните, что для метания снаряда весом в 5 килограммов со скоростью 800 метров в секунду из огнестрельной пушки потребовалась мощность 470 000 лошадиных сил. Такая же мощность необходима и для метания такого же снаряда с такой же скоростью из любой неогнестрельной пушки.

Но в электрической машине неизбежны потери. В лучшем случае эти потери составляют 50 % ее мощности. Следовательно, мощность такой машины должна быть не менее 940 000 лошадиных сил. Это — мощность огромной электростанции. Кроме того, чтобы сообщить снаряду необходимую для его движения энергию в короткий промежуток времени, необходим ток большой силы. Это потребовало бы сооружения целого ряда специальных приспособлений. Применяемая в настоящее время аппаратура не выдержит того «удара», который последует в результате короткого замыкания очень сильного тока. Избежать этого можно лишь путем увеличения времени действия тока на снаряд, то есть уменьшения мощности выстрела. В этом случае для сохранения необходимой скорости вылета снаряда необходимо увеличить длину ствола. Например, при увеличении времени действия тока на снаряд в 100 раз длину ствола необходимо увеличить примерно во столько же раз. Модель такой электропушки была изготовлена. Но в связи с громоздкостью и потребностью очень мощного источника тока для одной пушки боевой образец не был изготовлен.

Таким образом, в настоящее время порох в артиллерии пока незаменим. И поэтому артиллеристы-ученые работают над улучшением и совершенствованием пороха.