Dvostruki topovski lovac Nikolaj GORDIUKOV Početkom tridesetih, čelnici sovjetskog ratnog vazduhoplovstva pokušali su da formulišu preliminarne zahteve za lovac sa 150 mm dinamo-reaktivnim topom. Prema njihovom planu, avion DIP (dvosjedni lovac

> Hronologija

Poglavlje III. oružje

Poglavlje III. oružje
Dio II. NAŠA BORBA
topovski hitac
Pod hicem podrazumijevamo izbacivanje projektila iz kanala pištolja pod pritiskom gasova iza njega u potpuno zatvorenom prostoru, nastalom prilikom eksplozije baruta ili druge supstance. Oni izuzetni rezultati koje je tehnika gradnje artiljerijskih oruđa postigla u posljednjim godinama svjetskog rata još uvijek su sasvim svježi svima u sjećanju. Uz pomoć modernih artiljerijskih oruđa velikog dometa, ljudskom voljom su tijelu prenesene najveće brzine od 1.500 - 1.600 m/s. Dakle, ovi alati od imenovanog blata bili su najmoćnije mašine od svih postojećih.
* Balistika - nauka koja proučava kretanje artiljerijskih granata i metaka. Dijeli se na dvije grane: unutrašnju i vanjsku balistiku. Prvi razmatra pojave koje se javljaju u otvoru pri ispaljivanju, a drugi - pojave koje se javljaju sa projektilom ili metkom nakon što napuste otvor. (napomena urednice)
Teoretski, nije teško izračunati top, projektil koji bi mogao doći do mjeseca. Prema zakonima unutrašnje balistike*, u tome igraju ulogu sljedeće veličine: dužina otvora kao dužina puta na kojoj se može izvršiti ubrzanje, prosječni pritisak unutar otvora kao sila kojom se gasovi praha gurnuti projektil naprijed, poprečno opterećenje projektila kao masa koja se nalazi iznad (ili prije) svakog kvadratnog centimetra poprečnog presjeka kalibra i koja se odupire djelovanju ubrzanja svojom inherentnom inercijom. Iz ovoga proizilazi da da bi se postigla najveća moguća brzina pri izlasku iz bušotine, treba je trajati što duže, prosječni pritisak u njoj treba biti najveći, a poprečno opterećenje najmanje (Sl. 23) .
Dužina cevi se, dakle, ne može učiniti proizvoljno velikom, jer usled hlađenja barutnih gasova usled njihovog širenja i kontakta sa hladnim zidovima cevi, ubrzo dolazi do situacije u kojoj sila pada pritiska. barutnih gasova potpuno apsorbuje trenje koje doživljava projektil kada ovaj prođe kroz otvor cijevi.
U praksi, međutim, dizajneri oružja u svim ovim oblastima imaju prilično čvrste granice.
Svojstva eksploziva određuju prvenstveno njegov hemijski sastav, a sekundarno način njegove mehaničke obrade. Barut istog hemijskog sastava može sagoreti na potpuno različite načine, u zavisnosti od toga kakav oblik dobije u procesu obrade. Barut se može praviti u obliku praškastog brašna, ili, kako se inače naziva, pulpe, zrna, ploča, kockica, šipki ili cijevi. Teorijske osobine eksploziva određuju se uglavnom sljedećim konceptima: njihova kalorijska vrijednost; njihovu specifičnu zapreminu gasa, njihovu temperaturu eksplozije, zapreminu praškastih gasova nastalih tokom eksplozije i pritisak ovih gasova.
Slično tome, prosječni pritisak barutnih plinova, koji je drugi najvažniji faktor koji igra ulogu u hitcu, nalazi se u prilično uskim granicama. Rice. 2 Idealna kriva pritiska potisnih gasova, izgrađena na pretpostavci da se celokupno punjenje trenutno zapali, a da se širenje gasa odvija adijabatski. U stvari, pritisak ne dostiže svoju najveću vrijednost ne na samom početku, već tek kasnije, i, štaviše, daleko od dostizanja teorijske vrijednosti.
U ovom slučaju, gustina punjenja, koja pokazuje koliko se kilograma eksploziva može staviti u prostor od jednog litra komore za miniranje, jednaka je jedinici. Obično za artiljerijske oruđe dostiže vrijednosti od samo 0,4 - 0,7, a za topove 0,70 - 0,8. U svakom slučaju, gustina punjenja nikada ne može premašiti gustinu ili, drugim riječima, specifičnu težinu samog eksploziva , jer komoru za miniranje ne možemo napuniti sa više baruta nego što može u nju ući u obliku čvrste monolitne mase.
Prema Berthelotu, specifični pritisak eksplozije nazivamo idealnim pritiskom koji bi nastao u prostoru zapremine 1 litar. sa eksplozijom u njoj 1 kg. eksplozivno.
Bočno opterećenje, koje je treći najvažniji faktor, kao i oblik projektila, ne utiče na oblik putanje u vakuumu. Ovdje samo brzina pri izlasku iz provrta igra ulogu.
Zbog važnosti nekih od navedenih vrijednosti, uključujući i raketne probleme o kojima se govori u nastavku, predstavljamo ih grupisane u sljedećoj tabeli 1 Tabela 10 Naziv eksploziva Kalorična vrijednost u kal./kg. 685 630 1 100 1 290 ~ 1 400 410 Specifična zapremina gasa u l. 285 920 859 840 ~ 999 314 Temperatura eksplozije, °C 2770 2400 2710 2900 ~ 3300 3530 Zapremina eksplozivnih plinova u l. 3.177 9.58 9.386 9.763 12.957 4.374 Posebna gravitacija 1,65 1,46 1,50 1,64 1,6 4,4 468 = 0,2 708 1217 = 0,3 1123 2077 3931 3947 3650 1501 = 0,4 1587 3211 5912 5640 5523 2072 = 0,5 2112 4786 5802 7829 7982 2686 = 0,6 2708 7082 12000 10560 11350 11350 10560 11350 3347 = 0.7 3393 10800 17020 14 080 16240 4 052 = 0,8 4201 17 870 21810 21 520 24030 4952 = 0,9 5126 86 250 38 500 25270 38310 5683 = 1,0 6236 - 35 010 - 6603 = 1, 6 29 340 - - - - 14560 = 2,4 - - - - - 43 970
Prava veličina ovih figura u svoj svojoj uvjerljivosti pokazuje se, međutim, tek kada zaokružimo krivulju leta ovog projektila i, poređenja radi, ucrtamo najviše planinske vrhove i dosad postignute visinske rekorde (Sl. 24) na istom skala. Na 46.200 m projektil bi se već podigao pri ispaljivanju na najdaljoj udaljenosti, a na oko 70.000 m mogao se podići vertikalnim hitcem uvis! U poređenju sa ovim, šta je Everest - jedan od najviših planinskih vrhova sa visinom od 8.884 m! I to za samo 3 minute. 20 sek. ovaj projektil bi preletio svoj put dug 150 km. Rice. 2 Krivulja leta projektila topova ultra dugog dometa.
Oblik putanje projektila koji leti kroz bezzračni prostor je gotovo potpuno paraboličan. Proračun putanje artiljerijskih granata u atmosferi jedan je od najsloženijih i najtežih problema u vanjskoj balistici. Stoga ovdje ne možemo ulaziti u detalje. Kao zanimljiv numerički primjer, u sljedećoj tabeli 11 prikazujemo podatke izračunate na osnovu egzaktnih formula, koje karakteriziraju let projektila topa ultra dugog dometa ispaljenog na 126 km. Tabela 11 Top za ultra-daleke Nagib leta prema horizontu u st. Domet leta u km. Najveća nadmorska visina u km. Brzina projektila u m/s. Trajanje leta u Sec Moment Shot 54 0.00 0.03 1500 0.03 50 10.83 14.00 1060 14.3 45 19.70 23.72 930 27 0 63.84 46.20 650 94,5 25 83,55 99,06 31,20 840 150,5 50 115,99 16.60 950 173,3 53 122,00 6,12 945 191,0 58 126,00 0,00 860 199,0
Moderna artiljerijska dostignuća. Puške ultra dugog dometa
Za procjenu mogućnosti proizvođenja horizontalnog hitca u svjetski prostor, dodajemo da je, prema studijama najveće balistike, u ovom slučaju svejedno kako će se masa zraka nalaziti duž putanje projektila. Dakle, pri izračunavanju ukupnog usporavanja projektila ispaljenog u svjetski prostor, mogli bismo u naš proračun umjesto prave uvesti takozvanu homogenu izometrijsku atmosferu visine 7.800 m. Takva atmosfera od vrha do dna imao bi gustinu vazduha na nivou mora i njegov stub visok 7.800 metara bi sadržao istu masu vazduha kao pravi atmosferski stub istog poprečnog preseka.
Naravno, već dugo vremena sve zaraćene države pokušavaju da naprave topove najvećeg dometa. Razlog za to je jasan: što je jači razorni učinak granata i što je veći domet njihovog udara, to se više može smatrati vojnu moć svoje vojske jednakom ili superiornom vojnoj moći neprijatelja.
Za poređenje sa problemom gađanja topa na mjesec, ima smisla dati pregled savremenih dostignuća u artiljeriji u obliku zbirne tabele. Mjesec, budući da se do sada mogu postići najveće brzine izlaska iz otvora. upravo uz njihovu pomoć.
Ipak, rezultat koji su njemački dizajneri topova ultra dugog dometa, profesor Rausenberger i profesor Eberhart postigli tijekom svjetskog rata, očito se može smatrati neprevaziđenim do danas. Kao što znate, maksimalni domet topova koje su dizajnirali bio je 135 km.
U štampi postoje indicije da je francuski artiljerijski odjel već 1895. godine izvodio eksperimente s topom od 16,5 cm dužine 100 kalibara, a postignuta je izlazna brzina projektila od 1.200 m/s. U Njemačkoj je prvi poticaj praktičnom razvoju dalekometne artiljerije bilo iskustvo gađanja Krupna, tokom kojeg je granata iz topa od 24 centimetra preletjela 48 km umjesto 32 km, protivno očekivanjima njenog konstruktora. Osim toga, u Engleskoj i drugim zemljama, u posebnim časopisima o artiljeriji, opisan je niz projekata za topove ultra dugog dometa, koji su, očito, ostali na papiru. Mnogo više pažnje vredi činjenica da francuska artiljerija od 1924. ima topove koji ispaljuju teške granate težine 180 kg na udaljenosti od 120 km, sa punjenjem nitroglicerinskog praha od samo 160 kg. Brzina izlaska projektila iz otvora je samo 1.450 m/s. Isto tako, dužinu cijevi ovog pištolja, jednaku samo 23,1 m sa kalibrom od 21,1 cm, treba smatrati vrlo beznačajnom.
Međutim, velika je vjerovatnoća da ovo ogromno dostignuće artiljerije ultra dugog dometa * još nije iscrpilo ​​mogućnosti njemačkih dizajnera. Može se misliti da bi, da je svjetski rat trajao još godinu dana, postigli brzinu odlaska granata iz topa od 1.700 - 1.800 m/s i, istovremeno, domet od 200-250 km. Sljedeća razmatranja podržavaju ovu pretpostavku. Svakako je mogla biti napravljena i nešto duža cijev. Hemija eksploziva, prema Stetbacheru, imala je priliku da poveća kalorijsku vrijednost najjačih nitroglicerinskih prahova u to vrijeme (dosegavši ​​1.290 cal/kg sa 40% sadržaja nitroglicerina) još više - gotovo do granične vrijednosti za eksplozivni želatin ( 1.620 cal/kg sa 92% nitroglicerina i 8% piroksilina). Istovremeno, bilo je moguće, djelovanjem omekšavanja mješavine heksanitroetana i sličnih hemikalija, eliminirati opasno svojstvo piroksilina da trenutno eksplodira i stvori sporo goreći barut neophodan za predviđenu svrhu.
Da bi se to postiglo, cijev težine 142 g i dužine 36 m morala je biti sastavljena od tri dijela: od cijevi promjera 38 cm, od cijevi umetnute u nju, prečnika kalibra 21 cm, i iz mlaznice bez navoja. Da bi se spriječilo savijanje ovog kompozitnog debla, njegovi dijelovi su okačeni za most nalik na oblik. Uprkos tome, pod uticajem nevjerovatne sile eksplozije punjenja nitroglicerinskog praha težine 180 - 300 kg, koji je iz otvora izbio projektil težak oko 100 kg brzinom od 1600 m/s, cijev je zadrhtala kao trska, ljuljao se dva minuta nakon pucnja. Tabela 12 Podaci tipovi puške puške pištolj mornarskog pištolja Dugim pištoljem Primorski pištolj Kalibar na duge dolje u cm 0,79 7,5 21,0 21,0 406,4 1297.10 2026.8. 0,80 2,0 10,5 33,6 20,30 50,8 Dužina cijevi u kalibrima 116,52 28,7 55,0 171,0 52,50 105,0 Dužina cijevi u m. 0,90 2,2 6 6 in 11,0 kg Svih 3 bara 2,2 6,0 kg 11.02 bara. 1.00 310.0 15450.0 142000.0 113100.00 550000.0 Težina projektila u kg 0.01 6.5 125.0 100.0 920.00 2000.0 Brzina lansiranja u m/s 0.4 Brzina lansiranja u m/s 0.4 0.09 km 0. 4,00 9,0 26,0 130,0 40,0 160,0 Polazna kinetička energija u ton-metrima 0,413 119,3 5629,0 15360,0 41440,00 183000,0 A isto 30 u kgm 830 30 36 49 516 59700,0 534 850,0 457140,0 2039400,00 3602400,0 Srednji pritisak u am. 1053 1350,0 1544,0 132,0 1572,00 1777,0 Srednje vrijeme leta u sekundama 1/563 1/150 1/46 1/23 1/23 1/13 Prosječna konjska snaga 3100 238600,0 3359500,0 473200,0 12780000,00 32780 000,0 Prosječna snaga po težini bureta sa hp/kg. 3100 769,7 217,4 33,35 115,63 58,24
Problem gađanja topa na Mjesec
* Naziva se i "super-artiljerija". (napomena urednice)
a) Kolumbijada "Cannon Club"
Tek nakon saopštavanja datih informacija o topovima, moguće je, konačno, razgovarati o problemu gađanja topa na Mjesec. Istovremeno, daćemo kritičku procenu u kojoj meri smeli projekat, koji je detaljno opisao Žil Vern u svom čuvenom romanu „Od Zemlje do Meseca“, odgovara savremenim pogledima balistike. Čini se izvjesnim da je Jules Berne, prije nego što je napisao ovaj roman, iskoristio savjete i smjernice najznačajnijih stručnjaka svog vremena, te nije – kako se često pretpostavlja – saopćio potpuno fantastične figure poput mnogih njegovih sljedbenika.
Poglavlje III opisuje kako je poruka Barbicana utjecala na javnost. Poglavlje IV prenosi zaključak Cambridge opservatorije u vezi sa astronomskim dijelom poduhvata. Dajemo kratak sažetak pitanja i odgovora (sa konverzijom svih veličina u metričke mjere.
U prvom poglavlju svog romana, Jules Berne uvodi čitaoca u "Cannon Club" kao društvo fanatičnih artiljeraca, čiji članovi "uživaju poštovanje u direktnoj proporciji s kvadratom dometa topova koje su izmislili". Drugo poglavlje opisuje hitnu generalnu skupštinu na kojoj im predsjednik kluba Barbican, kako bi utješio članove da više ne postoji mogućnost rata na Zemlji, i da bi rasplamsao njihov balistički ponos, daje ponudu da odlete u mjesec u topovskoj kugli. Vrhunac govora je njegov završetak, u kojem Barbicane izražava uvjerenje u saznanje članova topovskog kluba da snaga pušaka i moć baruta nema granica, nakon čega govornik svoj govor završava riječima: Ja doneo je strogo naučni zaključak da svaki projektil poslan na Mjesec sa početnom brzinom od 12.000 jardi u sekundi sigurno mora doći do ove svjetiljke. Zato sam vas, drage kolege, pozvao na sastanak – predlažem da napravite ovaj mali eksperiment. 12.000 jardi je otprilike 11.200 metara.Kao što vidimo, Barbicane je dobro shvatio.
Koja je tačna udaljenost Mjeseca od Zemlje? Odgovor: Ona fluktuira zbog ekscentriciteta mjesečeve orbite. Najmanja moguća udaljenost između centara ova dva svjetla je 357.000 km. Oduzimajući odavde zemaljski i lunarni poluprečnik (6.378 km i 1.735 km), dobijamo najmanju udaljenost između tačaka površina ovih tela najbližih jedna drugoj, jednako 348.900 km.
Da li je moguće prenijeti jezgro sa Zemlje na Mjesec? - Odgovor: Da, ako mu kažete početnu brzinu od 11.200 m/s.
Kada je Mjesec u najpovoljnijoj poziciji za to? - Odgovor: Kada je u perigeju (tj. najbliže Zemlji) iu isto vrijeme u zenitu pištolja
Koliko će vremena biti potrebno da projektil poslat dovoljnom početnom brzinom pređe ovu udaljenost i, prema tome, u kom tačno trenutku ovaj projektil mora biti ispaljen da bi do određenog vremena pao na Mjesec? - Odgovor: Projektil će provesti 97 sati u letu. 13 min. 20 sek. Za takav vremenski period će biti potrebno pucati prije trenutka kada bi projektil trebao pasti na Mjesec.
Gdje bi trebao biti mjesec u trenutku kada je pucano? - Odgovor: Na udaljenosti od 64° od zenita, jer toliko će imati vremena da se pomeri za ovih 97 sati. više od (ovdje se uzima u obzir i odstupanje koje će jezgro primiti zbog rotacije Zemlje).
5 U koju tačku na nebu treba usmjeriti pištolj? - Odgovor: U zenitu; zbog toga, alat treba postaviti na takvom području u čijem zenitu se Mjesec uopće može locirati, tj. na području između 28 sjeverne i južne geografske širine.
U poglavlju VII počinje debata o jezgru. Ne može se reći da su bili posebno poslovni. Osjećaj inspiracije igra odlučujuću ulogu u njima. Vrijednost, tj. spoljni prečnik jezgra (u početku je reč samo o okruglom jezgru, ali ne i o izduženom projektilu), određen je uslovom zbog kojeg bi ono moglo biti vidljivo tokom svog kretanja, kao i u trenutku pada na Mjesec. Predsjednik Barbican Cannon Cluba nada se da će postići povećanje od 48.000 puta uz pomoć ogromnog ogledala koje se gradi i postavlja na najvišoj planini u Americi, a zahvaljujući tome na njoj se može vidjeti tijelo prečnika 9 stopa. površine mjeseca. Stoga bi prečnik jezgra trebao biti 9 stopa (108 američkih inča na 25 mm = 2,70 m). Ovakvo povećanje je, naravno, nezamislivo, ali u ovom slučaju ne igra značajnu ulogu. Dovoljno je jezgro napuniti barutom, koji bi se rasplamsao istog trenutka kada bi projektil udario u površinu Mjeseca. Ovo bi bio isti pouzdan dokaz da projektil pogađa mjesec, a osim toga, mnogo je lakše vidjeti takav bljesak nego sam projektil. Imajte na umu da američki profesor Godard predlaže da svoje rakete opskrbi barutom samo za takav bljesak.
Kao što se vidi, Jules Berne nastoji da iskleše najjednostavniji slučaj kako bi čitavu stvar predočio čitaocu u što razumljivijem obliku. Želi da puca na Mjesec koji se kreće u svojoj orbiti, idući malo naprijed, kao što lovac puca na zeca iz vagona koji se sporo kreće, kada mora uzeti u obzir brzinu ovog vagona. Projektil mora letjeti od Zemlje do Mjeseca u gotovo pravoj liniji. U stvarnosti, međutim, kao što se može utvrditi konstruisanjem paralelograma brzina za sve tačke putanje, projektil će opisati krivu s jednom prevojnom tačkom, slično latiničnom slovu S (slika 25), to će se dogoditi zbog kombinovanog djelovanje na projektil Zemljine rotacije i udar od metka. Rice. 2 Putanja projektila koji je Gun Club trebao poslati na Mjesec. Z je smjer u kojem je hitac ispaljen u trenutku kada je Mjesec bio u tački A. C je položaj Mjeseca u kojem će ga projektil prestići. B je putanja projektila. S-S - granica sfere gravitacije između Zemlje i Mjeseca. (Crtež je šematski, ne u mjerilu.)
Prvo, predlaže se livenje čvrstog jezgra od livenog gvožđa. Ali ovo plaši majora Elfistona. Barbicane tada predlaže da se jezgro izdubi, pri čemu bi ono bilo teško samo 2,5 tone.Na kraju se svi slažu da se napravi šuplje aluminijumsko jezgro od 20.000 funti ili 10 tona, a zidovi ovog jezgra bi trebali biti debeli 12 inča. Na kraju debate, članovi skupštine su zbunjeni pitanjem cijene "iskustva", jer aluminij kod Žila Verna smatra po tadašnjoj cijeni od 9 dolara po funti. Trenutno kilogram ovog metala košta manje od pedeset dolara, tako da pitanje njegove cijene u ovom slučaju sada ne bi moglo igrati značajniju ulogu.
Sastanak se nastavlja.
J. T. Maston, nesalomivi sekretar Topovskog kluba, od prvih riječi zahtijeva da top bude dugačak najmanje pola milje (tj. najmanje 800 m, budući da je 1 milja = 1,61 km). Optužen za strast prema preuveličavanju, Maston energično nastoji to opovrgnuti. Zaista, nije tako daleko od istine. Da je Barbicane poslušao njegov savjet, onda bi topovska kugla nesumnjivo prije odletjela na Mjesec. Predsjedavajući ističe da su puške obično 20 do 25 puta veće od kalibra, na što mu Maston govori pravo u lice da se u Mjesec mogao pucati i iz pištolja. Konačno, svi se slažu oko dužine pištolja, koji premašuje njegov kalibar 100 puta, tj. jednaka 900 stopa ili 270 m. Kao što ćemo vidjeti, ova dužina zapravo nije dovoljna. Predlaže se da zidovi topa budu debljine šest stopa, što je bez prigovora prihvaćeno. Top, koji zauzima vertikalni položaj, mora se baciti direktno u zemlju od livenog gvožđa. J. T. Maston izračunava da će biti težak 68.040 tona. Ovdje Barbican očito pretpostavlja da će ga tlo oko pištolja stisnuti toliko da neće puknuti kada se ispali. To je sasvim vjerojatno ako zamislimo da je njuška pištolja smještena u vrlo tvrdu i homogenu stijenu, kao na primjer u granitu, porfiru itd. (Sl. 26). Tada će njuška izlivena od metala, zapravo, biti samo unutrašnja obloga prave kamene njuške, čija je čvrstoća izuzetno velika i ne možemo je procijeniti s bilo kakvom preciznošću.
Poglavlje VIII opisuje sastanak odbora Cannon Cluba na kojem se raspravlja o pitanju samog topa. Zadatak je jasan - potrebno je prijaviti brzinu od 11.200 m/s jezgri teškoj 10 tona prilikom polijetanja. Prečnik ovog kanala je takođe poznat, jer jezgro mora biti prečnika 270 cm.Pitanje se svodi na to koliko dugo treba da bude izgrađen pištolj i koliko debeli zidovi moraju biti napravljeni da izdrži pritisak barutnih gasova kada otpušten. Rice. 26 Vertikalni presjek Columbiad Barbicana.
Nakon toga, članovi komisije imaju velike brige oko ogromne količine tolike količine baruta. Ispostavilo se da će 800 tona baruta popuniti njušku predviđenog pištolja za polovicu, zbog čega će se ispostaviti da je prekratka. Konačno, uspijeva se izvući iz poteškoća odlučivši da umjesto baruta koristi piroksilin. Sastanak kluba završava, uvjereni da će količina piroksilina koja je napunila njušku puške 54 m proizvesti eksploziju iste snage kao 800 tona baruta koje je prvobitno predložio Barbican. Time će se postići potrebna početna brzina od 11.200 m/s.
Poglavlje IX posvećeno je pitanju baruta. Jules Berne svoje heroje ovdje obrazlaže na sljedeći način: 1 litar baruta težak je 900 g i oslobađa 4.000 litara u eksploziji. gas. U običnim topovima težina jednog punjenja baruta iznosi 2/3 težine projektila, dok je kod velikih topova taj udio smanjen na 1/1. Ovdje Maston iznosi ideju da ako je ova teorija zaista tačna, onda s dovoljnih dimenzija pištolja, barut uopće neće biti potreban za paljbu. Ali sastanak ponovo postaje ozbiljan, a nakon što je odlučeno da se koristi grubozrnati Rodman barut, bliži se trenutak kada će biti potrebno utvrditi količinu baruta. Ovdje članovi komisije, bespomoćno razmjenjujući poglede i nesposobni da naprave precizan proračun, nude nasumce razne količine. Član komiteta Morgan predlaže uzimanje 100 tona baruta, Elphiston savjetuje uzimanje 250 tona, a vatreni sekretar traži 400 tona. I ovoga puta ne samo da nije zaslužio predsjedavajući zamjerke zbog preterivanja, već ovaj smatra da je ta cifra nedovoljna i traži da se udvostruči, kao rezultat, odnos težina jezgra i baruta postaje jednak 1:80.
Što se tiče uloge otpora vazduha, kod Žila Verna u VIII poglavlju nalazimo samo usputnu primedbu, „da će biti beznačajan“. Dužnost nam je da to pitanje preciznije istražimo, jer smo se već više puta imali prilike uvjeriti da su proračuni entuzijastičnih članova Topovskog kluba pomalo nepouzdani.
Budući da je ukupna dužina cijevi topa 270 m, od čega, međutim, 54 m otpada na udio piroksilinskog naboja, jezgro će se unutar njega kretati 216 m. Za ovu dužinu mora mu se dati sva kinetička energija od 64 milijarde kgm, koliko mora imati u trenutku izlaska iz bušotine. Ovaj broj se dobija na osnovu težine projektila od 10.000 kg i potrebne brzine njegovog izlaska iz bušotine od 11.200 m/s. A odavde dobijamo da će prosečan pritisak u bušotini biti 5.175 atm, vreme leta u cevi 1/26 sek, a rad takvog udarca iznosiće 22,2 milijarde KS.
U trenutku pucanja iznad jezgre Barbicana, u njušci pištolja nalazi se stup zraka visine 216 m i prečnika 2,70 m. Sva ova masa zraka ne može nigdje otići i stisnut će se kao čelik opleće projektilom koji se diže velikom brzinom. Budući da brzina projektila u kanalu pištolja značajno (na kraju više od 30 puta) premašuje brzinu zvuka, ovaj zrak neće moći ni pobjeći iz njuške naviše, jer neće biti dovoljno vremena za ovo. Ukratko, ovdje će situacija biti kao da se ispred udarne metke nalazi kapa ili poklopac ovog komprimiranog zraka, koji će se raspršiti u strane tek nakon što projektil napusti njušku pištolja. Tehnološkim jezikom kažemo da projektil mora dati sopstvenu brzinu cijeloj masi ovog stupca zraka prije nego što napusti top i, pored toga, obaviti posao kompresije istog zraka.
Razlikujemo dvije vrste otpora zraka, odnosno otpor stupca zraka u kanalu topa i otpor cjelokupne atmosfere kroz koju projektil treba da prođe nakon izlaska iz otvora pištolja.
* Ovdje autor nesumnjivo preuveličava količinu otpora zraka u njušci pištolja, pretpostavljajući da sve čestice zraka u njušci postižu punu brzinu projektila. Zapravo, ne više od polovine zraka sadržanog u njušci ne može postići takvu brzinu. (napomena urednice)
Zapremina zračnog stupa koji se nalazi u njušci bit će jednaka 1.237 m3, a njegova težina, na osnovu 1,2 kg po kubnom metru, iznosit će 1.500 kg po krugu, odnosno otprilike 1/6 težine projektila. Da bi se ovoj masi dala brzina od 11.200 m/sec, potrebno je izvršiti dodatni rad jednak gotovo tačno 1/6 prvobitno pronađene količine od 63,78 milijardi kgm. Dakle, da bi se savladao otpor zraka u otvoru pištolja, i da bi se ovaj zrak komprimirao, bit će potrebno potrošiti oko 14 milijardi kgm više rada nego što je izračunato prije nego što je uzet u obzir otpor zraka *. Podsjetimo, ispostavilo se da je prosječan pritisak barutnih plinova iza projektila nešto više od 5.000 atm i da će taj broj nesumnjivo u početku biti znatno premašen, a kasnije, kako se projektil sve više približava njušnoj rupi, naprotiv, neće se ni postići. Zbog toga se može dogoditi da čak i prije nego što projektil izađe iz otvora pištolja, stalno rastući pritisak zraka koji se njime stisne premaši kontinuirano opadajući tlak barutnih plinova koji se nalaze iza projektila, zbog čega projektil bi, dok je još u njušnici, bio usporen.
Situacija je gora sa otporom vazduha iznad pištolja. Istina, od trenutka kada projektil napusti njušku, on će se brzo smanjivati ​​i do kraja prve sekunde bit će samo 1/5 svoje početne vrijednosti. Ali u isto vrijeme, sa brzinom odlaska projektila od 11.200 m / s, i s koeficijentom njegovog oblika p = 1/6, otpor zraka bit će oko 230 at. Kao rezultat toga, šuplji aluminijski projektil Barbicana bio bi poput mjehura od sapunice koji biljarski štap gurnuo protiv oluje.
Srećom, ovaj otpor (stub zraka u otvoru pištolja), za savladavanje kojeg nam je potrebno čak 14 milijardi kgm, možemo izbjeći ako pogodimo neposredno prije metka da ispumpamo zrak iz pištolja. Ali tada, naravno, moramo obezbijediti otvor njuške sa poklopcem koji je lagan, ali u isto vrijeme dovoljno jak da ga vanjski pritisak atmosfere ne zgnječi. Tada bi jezgro, izletevši iz otvora njuške nesmanjenom brzinom, apsolutno lako razbilo ovaj poklopac iznutra, trošeći na njega samo nekoliko desetina kilograma metara.
Osim toga, ni u kom slučaju takav projektil ne bi mogao probiti cijelu debljinu zemljine atmosfere, jer je za to njegovo poprečno opterećenje od 10.000 kg / 57.256 cm2 = 175 g/cm2 potpuno nedovoljno. Budući da je obložen brzinom od 11.200 m/s, ovaj projektil bi, međutim, imao snagu od 6,4 miliona kg po 1 kg svoje težine. Ali u isto vrijeme, za 1 cm2 svog poprečnog presjeka, dobio bi kinetičku energiju od samo 1,12 miliona kgm, tj. dva 60% kinetičke energije koju bi morao apsorbirati samo otpor zraka, pod uvjetom da se održava parabolička brzina. Iz ovoga je jasno da bi čuveni projektil Topovskog kluba, da nije neslavno završio u otvoru topa, „zaglavio“ u vazduhu već u prvoj sekundi svog leta. Daleko od toga da bi mogao doći do Mjeseca, ovaj projektil, čak i da se nije otopio, zapravo bi mogao opisati samo smiješno kratak luk iznad Zemlje. Jules Berne u svom romanu iznosi prigovor ove vrste, ali ga ne razvija dalje. Očigledno je time htio nagovijestiti svojim dovoljno upućenim čitateljima da zna zašto je Barbikanska Kolumbija zapravo nemoguća.
Zbog neznatne čvrstoće njegovih zidova, ovaj projektil, čak i u njušci pištolja, bio bi smrvljen u kolač od ogromnog pritiska barutnih gasova koji ga pritiskaju s leđa i snažnog otpora vazdušnog stuba koji se nalazi u njuška ispred nje. Čak je moguće da kao rezultat toga jednostavno nije mogao izletjeti iz njuške. Ovu posljednju mogućnost treba uzeti u obzir jer Barbicane ne spominje prstenove za vođenje, koji su u ovom slučaju neophodni ne toliko zbog narezivanja, koliko zbog rastezljivosti aluminija. Takvi bi prstenovi morali igrati ulogu klipnih prstenova naših automobilskih motora. Barbicane je previdio činjenicu da aluminij ima koeficijent ekspanzije tri puta veći od lijevanog željeza.
Sa stajališta moderne balistike, prije svega, potrebno je izračunati, uzimajući u obzir otpor zraka, potrebnu brzinu pri polijetanja iz bušotine za dati kalibar s dozvoljenim poprečnim opterećenjem i za određeni oblik projektil. U ovom slučaju dobijamo dvije porodice krivulja koje divergiraju poput lepeze. Dio krivih obje ove porodice seku se, dok se drugi dio ne siječe. Točke sjecišta prvog dijela daju nam rješenje problema postavljenog pri konačnim izlaznim brzinama iz bušotine. Drugi dio krivulje pokazuje da za odgovarajuće poprečno opterećenje i oblik projektila ne postoji proizvoljno velika brzina kojom projektil, pod djelovanjem viška (iznad napetosti zemljinog gravitacijskog polja) kinetičke energije prenesen na njega, mogao savladati odgovarajući otpor zraka. Najbolja rješenja su upoređena u tabeli 1. Bočno opterećenje 2,0 kg/cm2 1,5 kg/cm2 1,0 kg/cm2 0,75 kg/cm2 0,5 kg/cm2 0,33 kg/cm2 Brzina polaska V km/sek km/sek km/sek km/sec km/sec km/sec Za faktor oblika p=1/2 14,65 16,80 27,70 - - - Za faktor oblika p=1/3 13,15 13,95 16,75 21,90 - - Za faktor oblika p=1/6 12,05 12,40 13,105 17. faktor p=1/12 11,55 11,57 12, 06 12,55 13,15 14,65 Za kalibar 30 cm brzina poletanja - 1 060,35 706,90 353,45 - - Kinetička energija u momentu polijetanja/6 po in-metar za p=1 cm2 - 8 309 400 6 230 700 5 120 400
b) Problem gađanja Mjeseca sa stanovišta moderne balistike
Međutim, vrlo je lako napraviti teoretski proračun pištolja potrebnog za predviđenu svrhu. Na osnovu vrijednosti kinetičke energije projektila u trenutku njegovog izlaska iz otvora, jednake 8.646.500 kgm/cm2, i uz pretpostavku prosječnog pritiska barutnih plinova od 6.000 atm, dobijamo potrebnu dužinu cijevi od 1.441 m. roman sa bačvom dužine 216 m, morali bismo da koristimo barutani gas pritiska od tačno 40.000 atm. Pod pretpostavkom, u skladu sa iskustvima stečenim u konstrukciji dalekometnih topova, da se najveće brzine izlaska projektila iz otvora postižu pri dužini cijevi od 150 kalibara, dolazi se do zaključka da za top koji može poslati projektil na Mjesec, bio bi dovoljan kalibar od 144 cm. Ako bismo uz posebno glatku cijev mogli povećati njegovu dužinu na 208 kalibara, tada bi za tu svrhu bio dovoljan kalibar od tačno 1 m. koji se ne može postići ni savremenim eksplozivima, niti je podržan našim najboljim vrstama čelika pogodnog za konstrukciju bačvi.
Iz ovoga vidimo da bi, na primjer, uz tehnički izvodljivo poprečno opterećenje od 1 kg/cm2, brzina na izlazu iz bušotine od 13.150 m/s (umjesto 11.182 m/s u vakuumu) bila dovoljna za bacanje projektil sa faktorom oblika p = 1/6 na mjesec. Postizanje ove brzine zavisi samo od poprečnog opterećenja i od faktora forme, ali ne i od kalibra. Cijelo pitanje se svodi na to da li je moguće reći projektilu ovu brzinu kada napusti otvor. Odgovor na ovo pitanje može se dati samo proračunom.

Dakle, vidimo da je rezultat negativan. Drugim riječima, uz pomoć naših savremenih tehničkih sredstava potpuno je isključena mogućnost slanja projektila iz topa na Mjesec. Međutim, zbog toga ne treba posebno žaliti, jer, da je to moguće, u takvom projektilu ljudi nikada ne bi mogli krenuti na put do našeg satelita, kako opisuje Jules Verpe. To je zbog činjenice da bi ubrzanje u trenutku pucnja moralo premašiti 300.000 m/s. Ova vrijednost je otprilike 1.000 puta veća od ubrzanja koje osoba može izdržati u najboljem slučaju bez rizika da je odmah zgnječi . A slanje artiljerijske granate bez putnika u svjetski prostor po cijeni od nekoliko miliona rubalja ne bi imalo smisla. Zaista, kakva bi bila korist od povećanja milijardi željezo-nikl meteora koji lebde u svemiru jednim čeličnim projektilom?