Владимир Внуков - Артиллерия

Что заставляет тяжелый артиллерийский снаряд вылетать с огромной скоростью из ствола и падать за десятки километров от орудия?

Какая сила выбрасывает снаряд из орудия?

Когда в старину катапульта метала свои каменные снаряды, в ней была использована для работы упругость воловьих жил и кишок. Точно пружина, скрученный жгут толкал камень, бросал его в воздух.

Принцип действия катапульты вполне ясен.

А в чем заключается принцип действия огнестрельного артиллерийского орудия?

В современном артиллерийском орудии «пружиной», которая выталкивает снаряд из ствола, служат пороховые газы. «Пружина» эта обладает особыми свойствами.

Обычную пружину, если мы хотим заставить ее работать, нужно перед этим каким-нибудь способом сжать. На это надо затратить много энергии: не меньше, чем мы хотим получить при разжатии пружины. При работе катапульты рабы в течение долгого времени закручивали воловьи жилы и кишки, чтобы они потом с силой бросили камень.

Современное же орудие не требует от нас почти никакой затраты усилий перед выстрелом. Оно почти не нуждается в нашей энергии. Работа, совершаемая в орудии, производится за счет энергии, скрытой в порохе.

Перед выстрелом в орудие вкладывают снаряд и заряд пороха. Затем порох воспламеняют; он сгорает и обращается в газы, обладающие в момент своего образования очень большой упругостью. Эти газы, точно сильно сжатая пружина, с огромной силой начинают давить во все стороны (рис. 15).

Во все стороны – значит, и на дно снаряда.

Давление пороховых газов и выбрасывает снаряд из ствола с такой большой скоростью.

Рис. 15. Пороховые газы давят во все стороны, они выталкивают снаряд из ствола

В этом заключается особенность нашей «пружины»: ее энергия скрыта в порохе до тех пор, пока мы его не зажжем и пока он не обратится в газы. Тогда энергия освобождается и производит нужную нам работу.

Скрытой энергией обладает не только порох: и дрова, и каменный уголь, и керосин, и бензин тоже обладают энергией, которая может быть использована при их сгорании.

Так почему бы не использовать для выстрела другое горючее, например бензин? При горении бензин, тоже обращается в газы. Почему бы не поместить над орудием бак с бензином и не подводить его по трубке в ствол? Тогда нужно будет при заряжании вкладывать только снаряд, а «заряд» сам потечет в ствол, Только открыть кран!

Это было бы очень удобно.

Да и качества бензина как топлива как будто выше качеств пороха: если сжечь один килограмм бензина, выделится 10 000 больших калорий, а один килограмм пороха даст при сгорании лишь 665—910 калорий, то-есть раз в 11-16 меньше, чем бензин. Это значит, что килограмм бензина дает столько тепла, что им можно было бы нагреть на один градус 10 000 литров воды, а килограмм пороха нагреет всего лишь 665—910 литров воды.

Почему же не «стреляют бензином»?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно посмотреть, как горит бензин и как горит порох.

На открытом воздухе и бензин, и порох горят не очень медленно, но и не очень быстро. Они горят, но не взрываются. Тут особой разницы между бензином и порохом нет.

Но совсем по-разному будут вести себя бензин и порох, если их поместить в замкнутом, закрытом со всех сторон пространстве, лишенном притока воздуха, например, в стволе орудия. Бензин в этом случае гореть не будет: для его горения нужен приток воздуха, приток кислорода.

Порох же в закрытом пространстве сгорит очень быстро: он взорвется и обратится в газы.

Горение пороха в закрытом пространстве – явление очень сложное, своеобразное, совсем не похожее на обычное горение. В науке подобные явления называют «взрывчатым разложением» или «взрывчатым превращением», лишь условно сохраняя за ним более привычное название «горение».

Почему же порох горит и даже взрывается без доступа воздуха?

Потому что в самом порохе содержится кислород, за счет которого и происходит горение.

В замкнутом пространстве порох сгорает чрезвычайно быстро, газов выделяется очень много, и температура их очень высока. В этом сущность взрыва; в этом отличие взрыва от обыкновенного горения.