مقاتل مدفع مزدوج نيكولاي جورديوكوف في أوائل الثلاثينيات ، حاول قادة القوات الجوية السوفيتية صياغة المتطلبات الأولية لمقاتل بمدفع دينامو عيار 150 ملم. وفقًا لخطتهم ، فإن طائرة DIP (مقاتلة ذات مقعدين

> التسلسل الزمني

الفصل الثالث. البنادق

الفصل الثالث. البنادق
الجزء الثاني. قتالنا
طلقة مدفع
نعني بالرصاص طرد مقذوف من قناة البندقية بضغط الغازات الموجودة خلفها في مكان مغلق تمامًا ، تكونت أثناء انفجار البارود أو مادة أخرى. تلك النتائج الاستثنائية التي حققتها تقنية بناء قطع المدفعية في السنوات الأخيرة من الحرب العالمية ما زالت حية في ذاكرة الجميع. بمساعدة قطع المدفعية الحديثة بعيدة المدى ، تم نقل أعلى سرعات من 1500 إلى 1600 م / ث إلى الجسم بإرادة الإنسان. وهكذا ، كانت هذه الأدوات من الطين المسمى أقوى الآلات الموجودة على الإطلاق.
* المقذوفات - علم يدرس حركة قذائف المدفعية والرصاص. وهي مقسمة إلى فرعين: المقذوفات الداخلية والخارجية. الأول يأخذ في الاعتبار الظواهر التي تحدث في التجويف عند إطلاقه ، والثاني - الظواهر التي تحدث مع القذيفة أو الرصاصة بعد مغادرتهما التجويف. (ملاحظة محرر)
من الناحية النظرية ، ليس من الصعب حساب المدفع ، المقذوف الذي يمكن أن يصل إلى القمر. وفقًا لقوانين المقذوفات الداخلية * ، تلعب الكميات التالية دورًا في هذا: طول التجويف كطول المسار الذي يمكن أن يؤدي فيه التسارع ، ومتوسط ​​الضغط داخل التجويف باعتباره القوة التي بها غازات المسحوق دفع القذيفة للأمام ، والحمل العرضي للقذيفة مثل الكتلة الموجودة فوق (أو قبل) كل سنتيمتر مربع من المقطع العرضي للعيار ومقاومة حركة التسارع من خلال القصور الذاتي المتأصل. ويترتب على ذلك أنه من أجل تحقيق أعلى سرعة ممكنة عند مغادرة التجويف ، يجب أخذها لأطول فترة ممكنة ، ويجب أن يكون متوسط ​​الضغط فيها هو الأعلى ، ويجب أن يكون الحمل العرضي هو الأصغر (الشكل 23) .
لذلك ، لا يمكن جعل طول البرميل كبيرًا بشكل تعسفي ، لأنه بسبب تبريد غازات المسحوق نتيجة لتمددها وتلامسها مع الجدران الباردة للبرميل ، سرعان ما يتم تحديد وضع يكون فيه انخفاض الضغط من غازات المسحوق يتم امتصاصها بالكامل من خلال الاحتكاك الذي تتعرض له المقذوفات عندما يمر الأخير عبر تجويف البرميل.
لكن من الناحية العملية ، فإن مصمم البنادق في كل هذه المناطق لديه حدود ضيقة نوعًا ما.
يتم تحديد خصائص المادة المتفجرة بشكل أساسي من خلال تركيبها الكيميائي ، وثانياً من خلال طريقة معالجتها الميكانيكية. يمكن للبارود من نفس التركيب الكيميائي أن يحترق بطرق مختلفة تمامًا ، اعتمادًا على الشكل الذي يتم إعطاؤه في عملية معالجته. يمكن صنع البارود على شكل مسحوق طحين ، أو ، كما يطلق عليه ، عجائن ، أو حبيبات ، أو ألواح ، أو مكعبات ، أو قضبان ، أو أنابيب. يتم تحديد الخصائص النظرية للمتفجر بشكل أساسي من خلال المفاهيم التالية: قيمتها الحرارية ؛ حجم الغاز المحدد ودرجة حرارة الانفجار وحجم غازات المسحوق المتكونة أثناء الانفجار وضغط هذه الغازات.
وبالمثل ، فإن متوسط ​​ضغط غازات المسحوق ، وهو ثاني أهم عامل يلعب دورًا في اللقطة ، يتم احتواؤه ضمن حدود ضيقة نوعًا ما. أرز. 2 منحنى الضغط المثالي لغازات الوقود ، مبني على افتراض أن الشحنة الكاملة تشتعل على الفور ، وأن تمدد الغاز يحدث بشكل ثابت. في الواقع ، يصل الضغط إلى أعلى قيمته ليس في البداية ، ولكن فقط لاحقًا ، علاوة على ذلك ، بعيدًا عن الوصول إلى القيمة النظرية.
في هذه الحالة ، كثافة الشحنة ، التي توضح عدد كيلوغرامات المتفجرات التي يمكن وضعها في مساحة لتر واحد من حجرة التفجير ، تساوي واحدًا. عادة ، بالنسبة لقطع المدفعية ، تصل قيمها إلى 0.4 - 0.7 فقط ، وبالنسبة للبنادق ، من 0.70 - 0.8. على أي حال ، لا يمكن أن تتجاوز كثافة الشحنة أبدًا الكثافة ، أو بعبارة أخرى ، الجاذبية النوعية للمتفجر نفسه ، لأننا لا نستطيع ملء غرفة التفجير بمزيد من البارود أكثر مما يمكن أن يدخله في شكل كتلة صلبة متجانسة.
وفقًا لبيرثيلوت ، نطلق على الضغط المحدد للانفجار الضغط المثالي الذي قد ينشأ في مساحة بحجم 1 لتر. مع انفجار 1 كغم. مادة متفجرة.
الحمل الجانبي ، وهو ثالث أهم عامل ، وكذلك شكل المقذوف ، لا يؤثر على شكل المسار في الفراغ. هنا فقط السرعة عند الخروج من التجويف تلعب دورًا.
نظرًا لأهمية بعض القيم التي تمت مواجهتها ، بما في ذلك مشاكل الصواريخ التي تمت مناقشتها أدناه ، فإننا نقدمها مجمعة في الجدول التالي 1 الجدول 10 اسم المتفجرات القيمة الحرارية في cal./kg. 685630 1100 1290 ~ 1400410 حجم الغاز الخاص باللتر. 285920859840 ~ 999314 درجة حرارة الانفجار ، درجة مئوية 2770 2400 2710 2900 ~ 3300 3530 حجم الغازات المتفجرة في لتر. 3،177 9،008 9،386 9،763 12،957 4374 الثقل النوعي 1.65 1.56 1.50 1.64 1.6 4.4 468 = 0.2708 1217 2343 2351 2174966 = 0.3 1123 2077 3931 3947 3650 1501 = 0.4 1587 3211 5912 5640 5523 2072 = 0.5 2112 4779 5802 7829 7982 2686 = 0.68 7082 12000 10560 11350 11350 10560 11350 3347 = 0.7 3393 10800 17020 14080 16240 4052 = 0.8 4201 17870 21810 212024030 4952 = 0.9 5126 86250 38500 25270 38310 5683 = 1.0 6236 - 35 010 - 6603 = 1، 6 29340 - - - - 14560 = 2.4 - - - - - 43970
تظهر العظمة الحقيقية لهذه الأرقام في كل قدرتها على الإقناع ، فقط عندما نكمل منحنى الطيران لهذه المقذوفة ، وللمقارنة ، نرسم أعلى قمم الجبال وسجل الارتفاع الذي تم تحقيقه حتى الآن (الشكل 24) على نفس حجم. على ارتفاع 46200 متر ، كان من الممكن أن يرتفع المقذوف بالفعل عند إطلاقه من أبعد مسافة ، وكان من الممكن أن يرتفع عند حوالي 70000 متر برمية عمودية! مقارنةً بهذا ، ما هو إيفرست - أحد أعلى قمم الجبال التي يبلغ ارتفاعها 8884 مترًا! وفي 3 دقائق فقط. 20 ثانية. هذه المقذوفة ستطير في طريقها بطول 150 كم. أرز. 2 منحنى الطيران لقذيفة طويلة المدى.
يكاد يكون شكل مسار قذيفة تطير عبر الفضاء الخالي من الهواء مكافئًا تمامًا. يعد حساب مسارات قذائف المدفعية في الغلاف الجوي من أكثر المشاكل تعقيدًا وصعوبة في المقذوفات الخارجية. لذلك ، لا يمكننا الدخول في أي تفاصيل هنا. كمثال عددي مثير للاهتمام ، نقدم في الجدول التالي 11 بيانات محسوبة على أساس الصيغ الدقيقة ، التي تميز رحلة قذيفة لمدفع طويل المدى للغاية عند 126 كم. الجدول 11 ميل طيران مدفع بعيد المدى إلى الأفق في درجة. نطاق الرحلة بالكيلومتر. أعلى ارتفاع بالكيلومتر. سرعة المقذوف م / ث. مدة الرحلة بالثانية لحظة إطلاق النار 54 0.00 0.03 1500 0.0 53 3.45 4.67 1300 4.3 50 10.83 14.00 1060 14.3 45 19.70 23.72930 27 0 63.84 46.20 650 94.5 25 83.55 41.60714120 0 40 99.06 31.20 840150.5 50 115.99 16.60 950 173.3 53 122.00 6.12 945191.0 58126.00 0.00 860199.0
إنجازات المدفعية الحديثة. بنادق طويلة المدى
لتقييم إمكانية إنتاج طلقة أفقية في الفضاء العالمي ، نضيف أنه وفقًا لدراسات أكبر المقذوفات ، في هذه الحالة ، من غير المبالٍ كيف سيتم تحديد موقع كتلة الهواء على طول مسار القذيفة. لذلك ، عند حساب التباطؤ الكلي الذي تتعرض له قذيفة أطلقت في الفضاء العالمي ، يمكننا أن ندخل في حساباتنا ، بدلاً من الحساب الحقيقي ، ما يسمى الغلاف الجوي المتساوي القياس بارتفاع 7800 متر. مثل هذا الغلاف الجوي من أعلى إلى أسفل سيكون له كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر وسيحتوي عموده الذي يبلغ ارتفاعه 7800 مترًا على نفس كتلة الهواء الموجودة في عمود الغلاف الجوي الحقيقي من نفس المقطع العرضي.
بالطبع ، سعت جميع الدول المتحاربة بالفعل منذ فترة طويلة إلى بناء أكثر البنادق بعيدة المدى. والسبب في ذلك واضح: كلما كان التأثير التدميري للقنابل اليدوية أقوى وزاد نطاق تأثيرها ، كلما زاد اعتبار القوة العسكرية لجيش الفرد مساوية أو متفوقة على القوة العسكرية للعدو.
للمقارنة مع مشكلة إطلاق مدفع على القمر ، من المنطقي إعطاء لمحة عامة عن الإنجازات الحديثة في المدفعية في شكل جدول ملخص. يمكن تحقيق القمر ، منذ ذلك الحين حتى الآن ، أعلى سرعات الخروج من التجويف على وجه التحديد بمساعدتهم.
ومع ذلك ، فإن النتيجة التي حققها المصممون الألمان للمدافع بعيدة المدى ، البروفيسور روزنبرغر والبروفيسور إبرهارت خلال الحرب العالمية ، يمكن اعتبارها على ما يبدو غير مسبوقة حتى يومنا هذا. كما تعلم ، فإن أقصى مدى للبنادق التي صمموها كان 135 كم.
هناك مؤشرات في الصحافة على أن قسم المدفعية الفرنسي قد أجرى بالفعل في عام 1895 تجارب بمدفع يبلغ طوله 16.5 سم بطول 100 عيار ، وتم تحقيق سرعة خروج للقذيفة تبلغ 1200 م / ث. في ألمانيا ، كان الدافع الأول للتطوير العملي للمدفعية بعيدة المدى هو تجربة إطلاق النار التي قام بها كروبن ، حيث طارت قنبلة يدوية من مدفع 24 سم 48 كم بدلاً من 32 كم ، على عكس توقعات مصممها. بالإضافة إلى ذلك ، في إنجلترا وبلدان أخرى ، في المجلات الخاصة بالمدفعية ، تم وصف عدد من المشاريع الخاصة بالمدافع بعيدة المدى ، والتي ، على ما يبدو ، ظلت على الورق. وتجدر الإشارة إلى حقيقة أن المدفعية الفرنسية ، منذ عام 1924 ، لديها بنادق تطلق قنابل ثقيلة تزن 180 كجم على مسافة 120 كم ، مع شحنة من مسحوق النتروجليسرين تزن 160 كجم فقط. سرعة القذيفة التي تغادر التجويف 1450 م / ث فقط. وبالمثل ، فإن طول برميل هذا السلاح ، الذي يساوي 23.1 مترًا فقط بعيار 21.1 سم ، يجب اعتباره ضئيلًا للغاية.
ومع ذلك ، فمن المحتمل جدًا أن هذا الإنجاز الهائل للمدفعية بعيدة المدى * لم يستنفد بعد إمكانيات المصممين الألمان. يمكن الاعتقاد أنه إذا استمرت الحرب العالمية عامًا آخر ، لكانوا قد حققوا سرعة خروج القذائف من مدفع يبلغ 1700 - 1800 م / ث ، وفي نفس الوقت ، يتراوح مداها بين 200 و 250 كم. الاعتبارات التالية تدعم هذا الافتراض. كان من الممكن بالتأكيد بناء برميل أطول إلى حد ما. كانت كيمياء المتفجرات ، وفقًا لستيتباكر ، قادرة على زيادة القيمة الحرارية لأقوى مساحيق النتروجليسرين في ذلك الوقت (تصل إلى 1290 كالوري / كجم مع نسبة 40 ٪ من النتروجليسرين) أعلى - تقريبًا إلى الحد الأقصى لقيمة الجيلاتين المتفجرة ( 1620 كالوري / كغ بنسبة 92٪ نيتروجليسرين و 8٪ بيروكسيلين). في الوقت نفسه ، كان من الممكن ، عن طريق عمل التليين لمزيج هيكسانيترويثان والمواد الكيميائية المماثلة ، القضاء على الخاصية الخطرة للبيروكسيلين للانفجار على الفور وإنشاء البارود المحترق ببطء اللازم للغرض المقصود.
للقيام بذلك ، يجب أن يتكون البرميل الذي يبلغ وزنه 142 جرامًا وطوله 36 مترًا من ثلاث قطع: من أنبوب بقطر 38 سم ، من برميل مسدس يتم إدخاله فيه بقطر عيار 21 سم ، و من فوهة غير ملولبة. لمنع ثني هذا الجذع المركب ، تم تعليق أجزاء منه على شكل يشبه الجسر. على الرغم من ذلك ، تحت تأثير القوة المذهلة لانفجار شحنة من مسحوق النتروجليسرين وزنها 180-300 كجم ، والتي انفجرت بقذيفة تزن حوالي 100 كجم من التجويف بسرعة تصل إلى 1600 م / ث ، ارتجف البرميل مثل القصب تمايل لمدة دقيقتين بعد الطلقة الريح. الجدول 12 أنواع بيانات البنادق ، بندقية الميدان ، البندقية البحرية ، مدفع طويل المدى ، مدفع ساحلي ، مدفع طويل المدى إنجليزي ، عيار في سم 0.79 7.5 21.0 21.0 40.64 50.8 2340.4 346.4 1297.10 2026.8 طول القناة في العيار 101.50 26.7 50.0 150.0 50.00 100.0 طول القناة بالمتر 0.80 2.0 10.5 33.6 20.30 50.8 طول البرميل بالعيار 116.52 28.7 55.0 171.0 52.50 105.0 طول البرميل بالمتر 0.90 2.2 11.0 36.0 21.40 53، 7 جميع البراميل بالكيلوجرام. 1.00 310.0 15450.0 142000.0 113100.00 550000.0 وزن المقذوف بالكيلوغرام 0.01 6.5 125.0 100.0 920.00 2000.0 سرعة الإطلاق م / ث 900.00 600.0 940.0 1600.0 940.00 1340.0 المدى بالكيلومتر. 4.00 9.0 26.0 130.0 40.0 160.0 الطاقة الحركية المغادرة بالطن - متر 0.413 119.3 5629.0 15360.0 41440.00 183000.0 بالكيلو جرام / متر 413383.9 364 ، 0108.0 366.00 333.0 متوسط ​​قوة السحب بالكيلوجرام. 516 59700.0 534850.0 457140.0 2039400.00 3602400.0 متوسط ​​الضغط صباحًا. 1053 1350.0 1544.0 132.0 1572.00 1777.0 متوسط ​​زمن الرحلة بالثواني 1/563 1/150 1/46 1/23 1/23 1/13 متوسط ​​القدرة الحصانية 3100 238600.0 3359500.0 473200.0 12780000.00 32780 000.0 متوسط ​​القدرة لكل برميل وزن مع حصان / كجم. 3100 769.7 217.4 33.35 115.63 58.24
مشكلة إطلاق مدفع على القمر
* تسمى أيضًا "المدفعية الفائقة". (ملاحظة محرر)
أ) كولومبياد "نادي كانون"
فقط بعد توصيل المعلومات المعطاة عن المدافع ، يمكن أخيرًا مناقشة مشكلة إطلاق مدفع على القمر. في الوقت نفسه ، سنقوم بإجراء تقييم نقدي لمدى توافق المشروع الجريء ، الذي وصفه بالتفصيل Jules Verne في روايته الشهيرة "From the Earth to the Moon" ، مع وجهات النظر الحديثة للمقذوفات. يبدو من المؤكد أن Jules Berne ، قبل كتابة هذه الرواية ، استفاد من نصائح وإرشادات أهم الخبراء في عصره ، ولم ينقل - كما يُفترض غالبًا - شخصيات رائعة تمامًا مثل العديد من أتباعه.
يصف الفصل الثالث كيف أثرت رسالة باربيكان على الجمهور. يوضح الفصل الرابع استنتاج مرصد كامبريدج فيما يتعلق بالجزء الفلكي من التعهد. نقدم ملخصًا موجزًا ​​للأسئلة والأجوبة (مع تحويل جميع الكميات إلى مقاييس مترية.
في الفصل الأول من روايته ، يقدم جول بيرن القارئ إلى "نادي المدفع" كمجتمع من رجال المدفعية المتعصبين ، الذين "يتمتع أعضاؤه باحترام يتناسب بشكل مباشر مع مربع نطاق المدافع التي اخترعوها". يصف الفصل الثاني اجتماعًا عامًا طارئًا يقدم فيه رئيس نادي باربيكان عرضًا للطيران إلى القمر في مدفع. ذروة الخطاب هي نهايته ، حيث يعبر باربيكان عن ثقته في معرفة أعضاء نادي المدفع بأن قوة المدافع وقوة البارود لا حدود لها ، وبعد ذلك يختم المتحدث حديثه بهذه الكلمات: توصل إلى استنتاج علمي صارم مفاده أن أي مقذوف يتم إرساله إلى القمر بسرعة ابتدائية تبلغ 12000 ياردة في الثانية يجب أن يصل بالتأكيد إلى هذا النجم. لهذا السبب ، أيها الزملاء الأعزاء ، دعوتكم إلى الاجتماع - أقترح عليكم القيام بهذه التجربة الصغيرة. 12000 ياردة تساوي حوالي 11200 متر ، كما نرى ، حصل باربيكان على النقطة الصحيحة.
ما هي المسافة الدقيقة بين القمر والأرض؟ الجواب: إنه يتقلب بسبب الانحراف اللامركزي للمدار القمري. أصغر مسافة ممكنة بين مركزي هذين النجمين هي 357000 كم. بطرح نصف قطر الأرض والقمر (6،378 كم و 1،735 كم) من هنا نحصل على أصغر مسافة بين نقاط أسطح هذه الأجسام الأقرب لبعضها البعض ، والتي تساوي 348،900 كم.
هل من الممكن نقل اللب من الأرض إلى القمر؟ - الجواب: نعم ، إذا أخبرته أن السرعة الابتدائية 11200 م / ث.
متى يكون القمر في أفضل وضع له لهذا؟ - الإجابة: عندما تكون في الحضيض (أي الأقرب إلى الأرض) وفي نفس الوقت في ذروة البندقية
كم من الوقت سيستغرق إرسال مقذوف بسرعة ابتدائية كافية لتغطية هذه المسافة ، وبالتالي ، في أي لحظة يجب إطلاق هذه المقذوفة بالضبط حتى تسقط على القمر في وقت معين؟ - الإجابة: سيستغرق المقذوف 97 ساعة في الرحلة. 13 دقيقة 20 ثانية. في هذه الفترة الزمنية ، سيكون من الضروري التصوير قبل اللحظة التي يجب أن تسقط فيها المقذوفة على القمر.
أين يجب أن يكون القمر لحظة إطلاق الطلقة؟ - الجواب: على مسافة 64 درجة من الذروة ، لأن هذا هو مقدار الوقت الذي ستتاح لها للتحرك في هذه الـ 97 ساعة. أكثر من (هنا ، يؤخذ أيضًا في الاعتبار الانحراف الذي سيحصل عليه اللب بسبب دوران الأرض).
5 في أي نقطة في السماء ينبغي توجيه البندقية؟ - الجواب: في ذروة. لهذا السبب ، يجب تثبيت الأداة في مثل هذه المنطقة في ذروتها حيث يمكن تحديد موقع القمر على الإطلاق ، أي في المنطقة الواقعة بين خطي عرض 28 شمالي وجنوبي.
في الفصل السابع ، يبدأ النقاش حول الجوهر. لا يمكن القول أنهم كانوا رجال الأعمال بشكل خاص. يلعب الشعور بالإلهام دورًا حاسمًا فيها. القيمة ، أي يتم تحديد القطر الخارجي للنواة (في البداية ، نتحدث فقط عن نواة مستديرة ، ولكن ليس عن مقذوف ممدود) ، من خلال الحالة التي يمكن أن تكون مرئية أثناء حركتها ، وكذلك في لحظة السقوط إلى القمر. يأمل رئيس Barbican Cannon Club في تحقيق تكبير 48000 مرة بمساعدة مرآة ضخمة يتم بناؤها وتثبيتها على أعلى جبل في أمريكا ، وبفضل هذا ، يمكن رؤية جسم يبلغ قطره 9 أقدام على سطح القمر. لذلك ، يجب أن يكون قطر النواة 9 أقدام (108 بوصات أمريكية عند 25 مم = 2.70 م). هذه الزيادة ، بالطبع ، لا يمكن تصورها ، لكنها في هذه الحالة لا تلعب دورًا مهمًا. يكفي ملء اللب بالبارود ، والذي سيشتعل دفعة واحدة عندما تصطدم المقذوفة بسطح القمر. سيكون هذا هو نفس الدليل الموثوق به على اصطدام قذيفة بالقمر ، علاوة على ذلك ، من الأسهل بكثير رؤية مثل هذا الوميض من المقذوف نفسه. لاحظ أن الأستاذ الأمريكي جودارد يقترح تزويد صواريخه بالبارود لمثل هذا الوميض.
كما يمكن رؤيته ، يسعى Jules Berne جاهدًا لنحت أبسط حالة من أجل عرض الأمر برمته على القارئ في أكثر أشكال مفهومة قدر الإمكان. إنه يريد إطلاق النار على القمر وهو يتحرك في مداره ، متقدمًا قليلاً إلى الأمام ، بينما يطلق صياد النار على أرنبة من عربة تتحرك ببطء ، عندما يتعين عليه أن يأخذ في الاعتبار سرعة هذه العربة. يجب أن تطير المقذوفة من الأرض إلى القمر في خط مستقيم تقريبًا. في الواقع ، ومع ذلك ، كما يمكن تحديده من خلال إنشاء متوازي الأضلاع للسرعة لجميع نقاط المسار ، فإن المقذوف سيصف منحنى بنقطة انعطاف واحدة ، على غرار الحرف اللاتيني S (الشكل 25) ، سيحدث هذا بسبب الجمع بين العمل على قذيفة دوران الأرض وتأثير الطلقة. أرز. 2 مسار المقذوف الذي كان نادي Gun Club على وشك إرساله إلى القمر. Z هو الاتجاه الذي أطلقت فيه الطلقة في اللحظة التي كان القمر فيها عند النقطة A. C هو موقع القمر الذي ستتجاوزه المقذوفة فيه. B هو مسار القذيفة. S-S - حدود مجال الجاذبية بين الأرض والقمر. (الرسم تخطيطي وليس بمقياس).
أولاً ، يُقترح صب قلب صلب من الحديد الزهر. لكن هذا يخيف الرائد إلفيستون. ثم يقترح باربيكان أن يتم تجويف اللب ، بحيث يزن 2.5 طن فقط.وأخيرًا ، يوافق الجميع على بناء قلب مجوف من الألمنيوم يبلغ وزنه 20 ألف رطل أو 10 أطنان ، ويجب أن تكون جدران هذا اللب 12 بوصة. في نهاية المناقشة ، يشعر أعضاء الجمعية بالحرج من مسألة تكلفة "التجربة" ، لأن الألمنيوم اعتبر من قبل Jules Verne بسعر 9 دولارات للرطل في ذلك الوقت. في الوقت الحاضر ، يكلف كيلوغرام من هذا المعدن أقل من خمسين دولارًا ، لذا فإن مسألة سعره في هذه الحالة لا يمكن أن تلعب الآن أي دور مهم.
يستمر الاجتماع.
جي تي ماستون ، السكرتير الذي لا يقهر لنادي المدفع ، يطلب من الكلمات الأولى أن يبلغ طول المدفع نصف ميل على الأقل (أي 800 متر على الأقل ، منذ ميل واحد = 1.61 كيلومتر). متهمًا بشغفه بالمبالغة ، يسعى ماستون بقوة إلى دحض ذلك. في الواقع ، إنها ليست بعيدة عن الحقيقة. إذا كان باربيكان قد اتبع نصيحته ، لكانت قذيفة المدفع بلا شك ستطير إلى القمر بدلاً من ذلك. يشير الرئيس إلى أن البنادق عادة ما تكون من 20 إلى 25 ضعفًا من عيارها ، ردًا على ذلك أخبره ماستون مباشرة في وجهه أنه يمكن للمرء أن يطلق النار على القمر بمسدس. واخيرا يتفق الجميع على طول البندقية متجاوزة عيارها 100 مرة اي 900 قدم أو 270 متر كما سنرى هذا الطول غير كافٍ حقًا. يُقترح أن تكون جدران المدفع بسمك ستة أقدام ، وهي قيمة مقبولة دون اعتراض. يجب أن يلقي المدفع ، الذي يشغل وضعًا رأسيًا ، مباشرة في الأرض من الحديد الزهر. حسب جيه تي ماستون أنه سيزن 68.040 طنًا ، ومن الواضح أن باربيكان يفترض هنا أن الأرض المحيطة بالمدفع ستضغط عليه لدرجة أنه لن ينفجر عند إطلاقه. هذا محتمل تمامًا إذا تخيلنا أن فوهة البندقية موضوعة في صخرة صلبة ومتجانسة للغاية ، كما هو الحال ، على سبيل المثال ، في الجرانيت ، والسماقي ، وما إلى ذلك. (الشكل 26). بعد ذلك ، ستكون الكمامة المصبوبة من المعدن ، في الواقع ، مجرد البطانة الداخلية للكمامة الحجرية الحقيقية ، والتي تكون قوتها عالية للغاية ولا يمكننا تقديرها بأي دقة.
يصف الفصل الثامن اجتماع لجنة نادي المدفع الذي يناقش موضوع المدفع نفسه. المهمة واضحة - من الضروري الإبلاغ عن سرعة 11200 م / ث إلى قلب يزن 10 أطنان عند الإقلاع. يُعرف قطر هذه القناة أيضًا ، حيث يجب أن يبلغ عرض القلب 270 سم. يتلخص السؤال في المدة التي يجب أن يتم فيها بناء المسدس ومدى سماكة الجدران بحيث يمكنها تحمل ضغط غازات المسحوق عند مطرود. أرز. 26 القسم الرأسي من كولومبياد باربيكان.
بعد ذلك ، يساور أعضاء اللجنة الكثير من القلق بشأن الحجم الهائل لمثل هذه الكمية من البارود. اتضح أن 800 طن من البارود سوف يملأ فوهة البندقية المقصودة بمقدار النصف ، ونتيجة لذلك سيصبح قصيرًا جدًا. أخيرًا ، تمكن من الخروج من الصعوبة عن طريق اتخاذ قرار باستخدام البيروكسيلين بدلاً من البارود. انتهى اجتماع النادي ، واثقًا من أن كمية البيروكسيلين التي ملأت فوهة البندقية لمدة 54 مترًا ستنتج انفجارًا بنفس القوة مثل 800 طن من البارود التي اقترحها باربيكان في الأصل. وبالتالي ، سيتم تحقيق السرعة الأولية المطلوبة البالغة 11200 م / ث.
الفصل التاسع مخصص لمسألة البارود. يجعل Jules Berne أبطاله هنا السبب على النحو التالي: 1 لتر من البارود يزن 900 جرام ويطلق 4000 لتر في انفجار. غاز. في المدافع العادية ، يكون وزن شحنة البارود 2/3 من وزن المقذوف ، بينما في المدافع الكبيرة يتم تقليل هذا الكسر إلى 1/1. هنا يعبر ماستون عن فكرة أنه إذا كانت هذه النظرية صحيحة حقًا ، فعندئذ أبعاد كافية للبندقية ، لن تكون هناك حاجة للبارود على الإطلاق لإطلاق النار. لكن الاجتماع يصبح جادًا مرة أخرى ، وبعد أن تقرر استخدام بارود رودمان ذي الحبيبات الخشنة ، تقترب اللحظة عندما يكون من الضروري تحديد كمية البارود. هنا أعضاء اللجنة ، الذين يتبادلون النظرات بلا حول ولا قوة ولا يستطيعون إجراء حساب دقيق ، يقدمون كميات مختلفة بشكل عشوائي. عضو اللجنة مورجان يقترح أخذ 100 طن من البارود ، وألفيستون ينصح بأخذ 250 طن ، والسكرتير المتحمس يطلب 400 طن ، وهذه المرة لم يكن فقط يستحق اللوم من الرئيس على المبالغة ، ولكن الأخير يرى أن هذا الرقم غير كاف ويطالب أن يتضاعف ، نتيجة لذلك ، تصبح نسبة أوزان اللب والبارود تساوي 1:80.
فيما يتعلق بدور مقاومة الهواء ، نجد في Jules Verne في الفصل الثامن فقط ملاحظة عابرة ، "أنها لن تكون ذات أهمية". من واجبنا التحقيق في هذا السؤال بشكل أكثر دقة ، لأن لدينا بالفعل فرصة لإقناع أنفسنا أكثر من مرة بأن حسابات الأعضاء المتحمسين في نادي كانون لا يمكن الاعتماد عليها إلى حد ما.
نظرًا لأن الطول الإجمالي لفوهة البندقية يبلغ 270 مترًا ، ومع ذلك ، يسقط 54 مترًا على حصة شحنة البيروكسيلين ، فإن اللب سيتحرك داخلها لمسافة 216 مترًا. وخلال هذا الطول ، يجب إعطاؤه كل الطاقة الحركية 64 مليار كجم ، والتي يجب أن تكون موجودة وقت المغادرة من التجويف. يتم الحصول على هذا الرقم بناءً على وزن المقذوف البالغ 10000 كجم والسرعة المطلوبة لخروجها من التجويف 11200 م / ث. ومن هنا ، نتوصل بدورنا إلى أن متوسط ​​الضغط في التجويف سيكون 5175 ضغطًا جويًا ، ووقت الرحلة في البرميل سيكون 1/26 ثانية ، والعمل المنجز بهذه اللقطة سيكون 22.2 مليار حصان.
في لحظة إطلاق النار فوق نواة باربيكان ، يوجد في فوهة البندقية عمود من الهواء يبلغ ارتفاعه 216 مترًا وقطره 2.70 مترًا ، وكل كتلة الهواء هذه لا يمكن أن تذهب إلى أي مكان وستكون مضغوطة مثل الفولاذ. الربيع بقذيفة ترتفع بسرعة كبيرة. نظرًا لأن سرعة القذيفة في قناة البندقية بشكل كبير (في النهاية أكثر من 30 مرة) تتجاوز سرعة الصوت ، فلن يتمكن هذا الهواء حتى من الهروب من فتحة الكمامة لأعلى ، لأنه لن يكون هناك وقت كافٍ لهذا. باختصار ، سيكون الوضع هنا كما لو كان هناك غطاء أو غطاء من هذا الهواء المضغوط أمام طلقة الإقلاع ، والتي ستنتشر على الجانبين فقط بعد أن تترك القذيفة فوهة البندقية. بلغة التكنولوجيا ، نقول إن المقذوف يجب أن ينقل سرعته الخاصة إلى الكتلة الكاملة لعمود الهواء هذا قبل مغادرة البندقية ، بالإضافة إلى القيام بعمل ضغط نفس الهواء.
سوف نميز بين نوعين من مقاومة الهواء ، وهما مقاومة عمود من الهواء في قناة البندقية ، ومقاومة الغلاف الجوي بأكمله الذي من المقرر أن تمر القذيفة من خلاله بعد خروجها من فوهة البندقية.
* هنا يبالغ المؤلف بلا شك في مقدار مقاومة الهواء في فوهة البندقية ، على افتراض أن جميع جزيئات الهواء في الكمامة تكتسب السرعة الكاملة للقذيفة. في الواقع ، لا يمكن أن يكتسب أكثر من نصف الهواء الموجود في الكمامة مثل هذه السرعة. (ملاحظة محرر)
سيكون حجم عمود الهواء الموجود في الكمامة مساوياً لـ 1،237 م 3 ؛ سيكون وزنه ، بناءً على 1.2 كجم لكل متر مكعب ، 1500 كجم لكل دائرة ، أي حوالي 1/6 من وزن المقذوف. لإعطاء هذه الكتلة سرعة 11200 م / ثانية ، من الضروري القيام بعمل إضافي يساوي تقريبًا 1/6 من المقدار الأصلي المكتشف وهو 63.78 مليار كجم. لذلك ، للتغلب على مقاومة الهواء في فوهة البندقية ، وضغط هذا الهواء ، سيكون من الضروري إنفاق حوالي 14 مليار كجم من العمل أكثر مما تم حسابه قبل أخذ مقاومة الهواء في الاعتبار *. دعنا نتذكر أن متوسط ​​ضغط غازات المسحوق خلف المقذوف اتضح أنه يزيد قليلاً عن 5000 ضغط جوي ، وأن هذا الرقم سيتم بلا شك تجاوزه بشكل كبير في البداية ، ولاحقًا ، مع اقتراب المقذوف من فتحة الكمامة أكثر فأكثر ، على العكس من ذلك ، لن يتحقق ذلك. نتيجة لذلك ، قد يحدث أنه حتى قبل أن تترك المقذوفة فوهة البندقية ، فإن الضغط المتزايد باستمرار للهواء المضغوط به سيتجاوز الضغط المتناقص باستمرار لغازات المسحوق الموجودة خلف القذيفة ، ونتيجة لذلك القذيفة ، بينما لا تزال في الكمامة ، سيتم إبطاء سرعتها.
الوضع أسوأ مع مقاومة الهواء فوق البندقية. صحيح ، من اللحظة التي يغادر فيها المقذوف الكمامة ، سينخفض ​​بسرعة وبنهاية الثانية الأولى سيكون 1/5 فقط من قيمته الأولية. ولكن في الوقت نفسه ، مع سرعة انطلاق المقذوف 11200 م / ث ، ومع معامل شكلها ص = 1/6 ، ستكون مقاومة الهواء حوالي 230 عند. ونتيجة لذلك ، فإن مقذوفات باربيكان المصنوعة من الألومنيوم المجوفة تشبه فقاعة صابون يتم دفعها ضد عاصفة بواسطة عصا بلياردو.
لحسن الحظ ، هذه المقاومة (عمود من الهواء في فوهة البندقية) ، للتغلب عليها نحتاج إلى 14 مليار كجم ، يمكن تجنبها إذا خمننا قبل اللقطة مباشرة لضخ الهواء من البندقية. لكن بعد ذلك ، بالطبع ، يجب أن نوفر فتحة الكمامة بغطاء خفيف ، لكن في نفس الوقت قوي بما يكفي حتى لا يسحقها الضغط الخارجي للغلاف الجوي. بعد ذلك ، فإن القلب ، الذي يطير من فتحة الكمامة بسرعة غير مخفضة ، من شأنه أن يكسر بسهولة هذا الغطاء من الداخل ، ويقضي بضع عشرات من الأمتار فقط عليه.
وإلى جانب ذلك ، لن تتمكن مثل هذه القذيفة بأي حال من الأحوال من اختراق كامل سماكة الغلاف الجوي للأرض ، لأن حملها العرضي البالغ 10000 كجم / 57256 سم 2 = 175 جم / سم 2 غير كافٍ تمامًا. نظرًا لكون هذه المقذوفة مبطنة بسرعة 11200 م / ثانية ، فإنها ستكتسب قوة تبلغ 6.4 مليون كجم لكل 1 كجم من وزنها. لكن في الوقت نفسه ، بالنسبة لـ 1 سم 2 من المقطع العرضي ، ستكتسب طاقة حركية تبلغ 1.12 مليون كجم فقط ، أي 60٪ من الطاقة الحركية التي يجب أن تمتصها مقاومة الهواء وحدها ، بشرط الحفاظ على سرعة القطع المكافئ. من هذا يتضح أن المقذوفة الشهيرة لنادي المدفع ، لو لم تكن قد انتهت بشكل مزعج في فوهة المدفع ، لكانت قد "علقت" في الهواء بالفعل خلال الثانية الأولى من رحلتها. بعيدًا عن القدرة على الوصول إلى القمر ، فإن هذا المقذوف ، حتى لو لم يذوب ، سيكون في الواقع قادرًا فقط على وصف قوس قصير يبعث على السخرية فوق الأرض. يقدم جول بيرن اعتراضًا من هذا النوع في روايته ، لكنه لم يطوره أكثر. من الواضح أنه كان يقصد بهذا أن يلمح لقرائه المطلعين بما فيه الكفاية أنه يعرف لماذا كان باربيكان كولومبياد مستحيلًا في الواقع.
نظرًا للقوة الضئيلة لجدرانها ، فإن هذه المقذوفة ، حتى في فوهة البندقية ، قد يتم سحقها في كعكة بسبب الضغط الهائل لغازات المسحوق التي تضغط عليها من الخلف والمقاومة القوية لعمود الهواء الموجود في كمامة أمامه. حتى أنه من الممكن ، نتيجة لذلك ، أنه ببساطة لم يستطع الطيران من الكمامة. يجب النظر في هذا الاحتمال الأخير لأن Barbicane لا يذكر حلقات التوجيه ، والتي تعد ضرورية في هذه الحالة ليس كثيرًا بسبب السرقة ، ولكن بسبب تمدد الألومنيوم. يجب أن تلعب هذه الحلقات دور حلقات المكبس لمحركات السيارات لدينا. تغاضى باربيكان عن حقيقة أن الألومنيوم له معامل تمدد ثلاثة أضعاف معامل تمدد الحديد الزهر.
من وجهة نظر المقذوفات الحديثة ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري حساب السرعة اللازمة عند الإقلاع من التجويف للحصول على عيار معين مع حمل عرضي مسموح به ولشكل معين من قذيفة. في هذه الحالة ، نحصل على عائلتين من المنحنيات المتباينة مثل المروحة. يتقاطع جزء من منحنيات هاتين العائلتين مع بعضهما البعض ، بينما لا يتقاطع الجزء الآخر. تعطينا نقاط التقاطع في الجزء الأول حلاً للمشكلة المطروحة عند سرعات الخروج المحدودة من التجويف. يشير الجزء الثاني من المنحنيات إلى أنه بالنسبة للحمل العرضي المقابل وشكل المقذوف ، لا توجد سرعة عالية اعتباطية للقذيفة ، تحت تأثير الزيادة (فوق توتر مجال جاذبية الأرض) للطاقة الحركية تم نقله إليه ، يمكنه التغلب على مقاومة الهواء المقابلة. تمت مقارنة أفضل الحلول في الجدول 1. الحمل الجانبي 2.0 كجم / سم 2 1.5 كجم / سم 2 1.0 كجم / سم 2 0.75 كجم / سم 2 0.5 كجم / سم 2 0.33 كجم / سم 2 سرعة المغادرة V كم / ثانية كم / ثانية كم / ثانية كم / ثانية كم / ثانية كم / ثانية لعامل الشكل p = 1/2 14.65 16.80 27.70 - - - لعامل الشكل p = 1/3 13.15 13.95 16.75 21.90 - - لعامل الشكل p = 1/6 12.05 12.40 13.15 14.10 16.85 27.50 للشكل العامل p = 1/12 11.55 11.57 12، 06 12.55 13.15 14.65 للعيار 30 سم سرعة الإقلاع - 1060.35 706.90 353.45 - - الطاقة الحركية وقت الإقلاع لـ p = 1/6 بالطن-متر لكل 1 سم 2 - 8309400 6230700 5120400
ب) مشكلة إطلاق النار على القمر من وجهة نظر المقذوفات الحديثة
ومع ذلك ، من السهل جدًا إجراء حساب نظري للبندقية اللازمة للغرض المقصود. بناءً على قيمة الطاقة الحركية للقذيفة لحظة خروجها من التجويف ، والتي تساوي 8646500 كجم / سم 2 ، وبافتراض متوسط ​​ضغط غازات المسحوق البالغ 6000 ضغط جوي ، نحصل على طول البرميل المطلوب 1441 مترًا. جديد بطول برميل يبلغ 216 مترًا ، علينا استخدام ضغط غاز مسحوق يبلغ 40 ألف ضغط جوي بالضبط. إذا افترضنا ، وفقًا للخبرة المكتسبة في بناء البنادق بعيدة المدى ، أنه تم الحصول على أعلى سرعات خروج المقذوف من التجويف ببرميل طوله 150 عيارًا ، فقد توصلنا إلى استنتاج مفاده أنه بالنسبة لبندقية قادرة على إرسال سيكون عيار 144 سم كافيًا إذا استطعنا زيادة طوله إلى 208 عيارًا باستخدام برميل أملس بشكل خاص ، فإن عيار 1 متر بالضبط سيكون كافياً لهذا الغرض. ولا تدعمها أفضل درجات الفولاذ المناسبة لبناء البرميل.
من هذا نرى أنه ، على سبيل المثال ، مع حمل عرضي ممكن تقنيًا يبلغ 1 كجم / سم 2 ، ستكون السرعة عند الخروج من التجويف 13150 م / ث (بدلاً من 11182 م / ث في الفراغ) كافية للرمي قذيفة بعامل الشكل p = 1/6 على القمر. يعتمد تحقيق هذه السرعة فقط على الحمل العرضي وعلى عامل الشكل ، ولكن ليس على العيار. يتلخص السؤال برمته في ما إذا كان من الممكن إخبار المقذوف بهذه السرعة عندما يغادر التجويف. لا يمكن الإجابة على هذا السؤال إلا عن طريق الحساب.

وهكذا نرى أن النتيجة سلبية. بعبارة أخرى ، بمساعدة وسائلنا التقنية الحديثة ، فإن إمكانية إرسال قذيفة من مدفع إلى القمر مستبعدة تمامًا. ومع ذلك ، لا ينبغي أن نأسف لهذا الأمر بشكل خاص ، لأنه إذا كان ذلك ممكنًا ، فلن يتمكن الناس في مثل هذا المقذوف من القيام برحلة إلى قمرنا الصناعي ، كما يصف جول فيرب. هذا يرجع إلى حقيقة أن التسارع في وقت اللقطة يجب أن يتجاوز 300000 م / ث. هذه القيمة أكبر 1000 مرة تقريبًا من التسارع الذي يمكن أن يتحمله الشخص في أحسن الأحوال دون التعرض لخطر السحق به على الفور . ولن يكون من المنطقي إرسال قذيفة مدفعية بدون ركاب إلى الفضاء العالمي بتكلفة عدة ملايين روبل. في الواقع ، ما فائدة زيادة مليارات النيازك من الحديد والنيكل التي تحوم في الفضاء بقذيفة فولاذية واحدة؟