Nyikolaj GORDIUKOV kettős ágyús vadászgép A harmincas évek elején a szovjet légierő vezetői kísérletet tettek arra, hogy előzetes követelményeket fogalmazzanak meg egy 150 mm-es dinamóreaktív ágyúval rendelkező vadászgépre vonatkozóan. Terveik szerint a DIP repülőgép (kétüléses vadászgép

> Kronológia

fejezet III. fegyvereket

fejezet III. fegyvereket
rész II. HARCUNK
ágyúlövés
Lövés alatt egy lövedék kilökését értjük a fegyver csatornájából a mögötte lévő gázok nyomásával egy teljesen zárt térben, amely lőpor vagy más anyag robbanása során keletkezett. Mindenki emlékezetében még mindig frissen élnek azok a kivételes eredmények, hogy a világháború utolsó éveiben elért tüzérségi darabok építési technikája. A modern, nagy hatótávolságú tüzérségi darabok segítségével a valaha volt legnagyobb, 1500-1600 m/s sebességet emberi akarat adta a testnek. Így a nevezett sár ezen szerszámai voltak a létező legerősebb gépek.
* Ballisztika – a tüzérségi lövedékek és golyók mozgását vizsgáló tudomány. Két ágra oszlik: belső és külső ballisztika. Az első a lövéskor a furatban fellépő jelenségeket veszi figyelembe, a második pedig azokat a jelenségeket, amelyek a lövedékkel vagy a golyóval előfordulnak, miután elhagyták a furatot. (Szerk. megjegyzés)
Elméletileg nem nehéz kiszámítani egy ágyút, egy lövedéket, amely elérheti a Holdat. A belső ballisztika* törvényei szerint ebben a következő mennyiségek játszanak szerepet: a furat hossza, mint annak az útnak a hossza, amelyen a gyorsítás végrehajtható, a furaton belüli átlagos nyomás, mint az az erő, amellyel a porgázok keletkeznek. tolja előre a lövedéket, a lövedék keresztirányú terhelése a kaliber keresztmetszetének minden négyzetcentimétere felett (vagy előtte) elhelyezkedő tömegként, és ellenáll a gyorsulás hatásának saját tehetetlensége révén. Ebből az következik, hogy a lehető legnagyobb sebesség elérése érdekében a furat elhagyásakor a lehető leghosszabb ideig kell tartani, a benne lévő átlagos nyomás legyen a legnagyobb, a keresztirányú terhelés pedig a legkisebb (23. ábra). .
A hordó hossza tehát nem tehető tetszőlegesen nagyra, mert a porgázok tágulásuk és a hordó hideg falaival való érintkezése következtében lehűlése miatt hamar olyan helyzet áll elő, hogy a leeső nyomáserő A porgázok nagy részét teljesen elnyeli a lövedék által tapasztalt súrlódás, amikor a lövedék áthalad a csőfuraton.
A gyakorlatban azonban ezeken a területeken a fegyverek tervezőjének meglehetősen szűk határai vannak.
A robbanóanyag tulajdonságait elsősorban kémiai összetétele, másodsorban mechanikai feldolgozási módja határozza meg. Az azonos kémiai összetételű lőpor teljesen különböző módon éghet, attól függően, hogy a feldolgozás során milyen alakot kap. A puskapor készülhet porliszt, vagy más néven pép, szemek, tányérok, kockák, rudak vagy csövek formájában. A robbanóanyag elméleti tulajdonságait főként a következő fogalmak határozzák meg: fűtőértékük; fajlagos gáztérfogatukat, robbanási hőmérsékletüket, a robbanás során képződő porgázok térfogatát és e gázok nyomását.
Hasonlóképpen, a porgázok átlagos nyomása, amely a második legfontosabb tényező, amely szerepet játszik a lövésben, meglehetősen szűk határok között van. Rizs. 2 A hajtógázok ideális nyomásgörbéje, amely arra a feltételezésre épül, hogy a teljes töltet azonnal meggyullad, és a gáz tágulása adiabatikusan megy végbe. Valójában a nyomás nem a legelején, hanem csak később éri el a legmagasabb értékét, ráadásul messze nem éri el az elméleti értéket.
Ebben az esetben a töltetsűrűség, amely azt mutatja meg, hogy a robbanókamra egy literének terében hány kilogramm robbanóanyag helyezhető el, egyenlő eggyel. Általában tüzérségi daraboknál csak 0,4-0,7, fegyvereknél pedig 0,70-0,8 értéket ér el. Mindenesetre a töltéssűrűség soha nem haladhatja meg magának a robbanóanyagnak a sűrűségét vagy más szóval a fajsúlyát. , mert a robbantókamrát nem tudjuk megtölteni több lőporral, mint amennyi szilárd monolit massza formájában be tud kerülni.
Berthelot szerint a robbanás fajlagos nyomásának azt az ideális nyomást nevezzük, amely egy 1 liter térfogatú térben keletkezne. robbanással benne 1 kg. robbanó.
Az oldalirányú terhelés, amely a harmadik legfontosabb tényező, valamint a lövedék alakja vákuumban nem befolyásolja a pálya alakját. Itt csak a furatból való indulás sebessége játszik szerepet.
A felmerült értékek némelyike ​​fontossága miatt, beleértve az alább tárgyalt rakétaproblémákat is, ezeket a következő táblázatban csoportosítva mutatjuk be. 685 630 1 100 1 290 ~ 1 400 410 Gáz fajlagos térfogata literben. 285 920 859 840 ~ 999 314 Robbanási hőmérséklet, °C 2770 2400 2710 2900 ~ 3300 3530 Robbanásveszélyes gázok térfogata literben. 3,177 9,008 9,386 9,763 12,957 4,374 Specifikus gravitáció 1,65 1,56 1,50 1,64 1,6 4,4 468 = 0,2 708 1217 2343 2351 2174 966 = 0,3 1123 2077 3931 3947 3650 1501 = 0,4 1587 3211 591222722722722722272272272227222722272272227272722722722722. 7082 12000 10560 11350 11350 11350 11350 11350 10560 11350 3347 " = 1 ,6 29 340 - - - - 14560 = 2,4 - - - - - 43 970
Ezeknek a figuráknak a valódi nagyszerűsége a maga teljes meggyőző erejében azonban csak akkor mutatkozik meg, ha befejezzük ennek a lövedéknek a repülési görbéjét, és összehasonlításképpen ugyanazon ábrázoljuk a legmagasabb hegycsúcsokat és az eddig elért magassági rekordokat (24. ábra). skála. 46 200 m-en a lövedék már a legtávolabbi lövéskor is felemelkedett volna, körülbelül 70 000 m-en pedig függőleges lövéssel emelkedhetett volna fel! Ehhez képest mi az Everest - az egyik legmagasabb hegycsúcs 8884 m magasságával! És mindössze 3 perc alatt. 20 mp. ez a lövedék 150 km hosszan repülne el. Rizs. 2 Ultra-nagy hatótávolságú fegyver lövedékének repülési görbéje.
A levegőtlen téren átrepülő lövedék útja szinte pontosan parabolikus. A tüzérségi lövedékek légköri útvonalának kiszámítása a külső ballisztika egyik legösszetettebb és legnehezebb problémája. Ezért itt semmilyen részletbe nem bocsátkozhatunk. Érdekes számpéldaként a következő 11. táblázatban pontos képletek alapján számított adatokat mutatunk be, amelyek egy ultra-nagy hatótávolságú löveg lövedékének 126 km-re tüzelését jellemzik. 11. táblázat Ultra-nagy hatótávolságú löveg Repülési dőlésszög a horizonthoz fokban. Repülési hatótáv km-ben. A legmagasabb magasság km-ben. A lövedék sebessége m/s-ban. A járat időtartama a lövés pillanatában 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 23,72 930 27 0 63,84 46,20 650 94.5 25 83,55 41,60 714 120 0 40 99,06 31,20 840 150,5 50 115.99. 6,12 945 191,0 58 126,00 0,00 860 199,0
Modern tüzérségi vívmányok. Ultra nagy hatótávolságú fegyverek
A világtérbe történő vízszintes lövés lehetőségének felméréséhez hozzátesszük, hogy a legnagyobb ballisztikai vizsgálatok szerint ebben az esetben nem mindegy, hogy a légtömeg hogyan fog elhelyezkedni a lövedék útja mentén. Ezért a világűrbe kilőtt lövedék által tapasztalt teljes lassulás kiszámításakor a valódi helyett bevezethetnénk számításunkba az úgynevezett homogén izometrikus atmoszférát, amelynek magassága 7800 m. Ilyen légkör fentről lefelé. akkora levegősűrűségű lenne a tengerszinten, és 7800 méter magas oszlopa ugyanolyan tömegű lenne, mint egy azonos keresztmetszetű valódi légköri oszlop.
Természetesen már régóta az összes harcoló állam arra törekedett, hogy a legtávolabbi fegyvereket gyártsa. Ennek oka egyértelmű: minél erősebb a gránátok pusztító hatása, és minél nagyobb a becsapódási hatótávolsága, annál inkább tekintheti hadseregének katonai erejét az ellenség katonai erejével egyenrangúnak vagy felette állónak.
Összehasonlításképpen a Holdra lőtt ágyúk problémájával érdemes egy összefoglaló táblázat formájában áttekintést adni a tüzérség modern vívmányairól A Holdról, mivel eddig a legnagyobb kifutási sebesség érhető el a furatból. pontosan az ő segítségükkel.
Mindazonáltal az ultra-nagy hatótávolságú fegyvereket tervező német tervezők, Rausenberger professzor és Eberhart professzor által a világháborúban elért eredmény láthatóan a mai napig felülmúlhatatlannak tekinthető. Mint ismeretes, az általuk tervezett fegyverek maximális hatótávolsága 135 km volt.
A sajtóban arra utalnak, hogy a francia tüzérosztály már 1895-ben kísérleteket végzett egy 16,5 cm-es, 100 kaliberű ágyúval, és 1200 m/s lövedékkilépési sebességet értek el. Németországban a nagy hatótávolságú tüzérség gyakorlati fejlesztésének első lendületét a Krupn által készített lövészet jelentette, melynek során egy 24 centiméteres fegyverből álló gránát 32 km helyett 48 km-t repült, a tervező elvárásai ellenére. Ezenkívül Angliában és más országokban a tüzérséggel foglalkozó speciális folyóiratokban számos ultra-nagy hatótávolságú fegyverre vonatkozó projektet írtak le, amelyek látszólag papíron maradtak. Sokkal figyelemreméltóbb az a tény, hogy a francia tüzérség 1924 óta fegyverei 120 km távolságban 180 kg tömegű nehézgránátokat lőnek ki, a nitroglicerin-por töltet pedig mindössze 160 kg. A lyukat elhagyó lövedék sebessége mindössze 1450 m/s. Hasonlóképpen, ennek a fegyvernek a csövének hosszát, amely mindössze 23,1 m, 21,1 cm-es kaliberrel, nagyon jelentéktelennek kell tekinteni.
Nagy a valószínűsége azonban, hogy az ultra-nagy hatótávolságú tüzérség * ez a hatalmas vívmánya még nem merítette ki a német tervezők lehetőségeit. Feltételezhető, hogy ha a világháború még egy évig tart, akkor 1700-1800 m/s lövedékek indulási sebességét és ezzel egyidejűleg 200-250 km-es hatótávolságot értek volna el. A következő megfontolások alátámasztják ezt a feltételezést. Valamivel hosszabb hordót minden bizonnyal lehetett volna építeni. A robbanóanyagok kémiájának Stetbacher szerint lehetősége volt az akkori legerősebb nitroglicerinporok fűtőértékét még magasabbra emelni (40%-os nitroglicerintartalom mellett elérte az 1290 cal/kg-ot) - közel a robbanóanyag zselatin határértékére ( 1620 cal/kg 92% nitroglicerin és 8% piroxilin mellett). Ugyanakkor a hexanitro-etán és hasonló vegyszerek keverékének lágyító hatásával sikerült kiküszöbölni a piroxilin azon veszélyes tulajdonságát, hogy azonnal felrobbanjon, és a célnak megfelelően lassan égő lőpor keletkezzen.
Ehhez egy 142 g súlyú, 36 m hosszú hordót kellett három darabból összeállítani: 38 cm átmérőjű csőből, 21 cm kaliber átmérőjű belehelyezett puskás csőből, ill. nem menetes fúvókáról. Ennek az összetett törzsnek a meghajlásának megakadályozása érdekében egyes részeit hídszerű alakra függesztették fel. Ennek ellenére a 180-300 kg tömegű nitroglicerinpor töltet robbanásának hihetetlen ereje alatt, amely egy körülbelül 100 kg súlyú lövedéket 1600 m/s sebességgel kitört a furatból, a hordó remegett, mint egy nád, lövés után két percig imbolygott.szél. 12. táblázat Adatok A fegyverek típusai puska terepágyú haditengerészeti löveg nagy hatótávolságú löveg part menti löveg Angol hosszú hatótávolságú löveg Kaliber cm-ben 0,79 7,5 21,0 21,0 40,64 50,8 2 340,4 346,8 m 346.4 m hossz .50s csatorna .506 .500.50.50.8 csatorna .506. 0,80 2,0 10,5 33,6 20,30 50,8 Hordó hossza kaliberben 116,52 28,7 55,0 171,0 52,50 105,0 Hordó hossza m-ben 0,90 2,2 11,0 23,3640 kg hordó 1,00 310,0 15450,0 142000,0 113100,00 550 000,0 A lövedék tömege kg-ban 0,01 6,5 125,0 100,0 920,00 2000,0 Kilövési sebesség m/s-ban 0,00 km/s 0,0900,0900 4,00 9,0 26,0 130,0 40,0 160,0 Indulási kinetikus energia tonnaméterben 0,413 119,3 5629,0 15360,0 41440,00 183000,0 Ugyanannyi 183000,0 183 000 516 59700,0 534 850,0 457140,0 2039400,00 3602400,0 Átlagos nyomás am. 1053 1350,0 1544,0 132,0 1572,00 1777,0 átlagos repülési idő másodpercben 1/563 1/150 1/46 1/23 1/23 1/13 Átlagos lóerő 3100 238600.0 3359500.0 473200.0 12780000.00 32780 000.0 Átlagteljesítmény hordósúlyonként LE/kg mellett. 3100 769,7 217,4 33,35 115,63 58,24
Az ágyú Holdra lövésének problémája
* Szupertüzérségnek is nevezik. (Szerk. megjegyzés)
a) Columbia "Cannon Club"
Csak az ágyúkról adott információk közlése után lehet végül megvitatni az ágyúk Holdra való kilövésének problémáját. Ugyanakkor kritikailag értékeljük, hogy a Jules Verne „A Földtől a Holdig” című híres regényében részletesen leírt merész projekt mennyiben felel meg a ballisztika modern nézeteinek. Bizonyosnak tűnik, hogy Jules Berne, mielőtt megírta volna ezt a regényt, kihasználta korának legjelentősebb szakértőinek tanácsait és útmutatásait, és nem - ahogyan azt gyakran feltételezik - nem kommunikált teljesen fantasztikus alakokkal, mint sok követője.
A III. fejezet leírja, hogyan hatott a Barbakán üzenete a nyilvánosságra. A IV. fejezet a Cambridge Observatory következtetéseit tartalmazza a vállalkozás csillagászati ​​részével kapcsolatban. A kérdéseket és válaszokat röviden összefoglaljuk (az összes mennyiséget metrikus mértékekre konvertálva).
Jules Berne regénye első fejezetében bevezeti az olvasót az „Ágyúklubba”, mint a fanatikus tüzérek társaságába, amelynek tagjai „az általuk feltalált ágyúk hatótávolságának négyzetével egyenes arányban élvezik a tiszteletet”. A második fejezet egy rendkívüli közgyűlést ír le, amelyen a Barbican klub elnöke, hogy megvigasztalja a tagokat, hogy nincs többé háború a Földön, és hogy fellázítsa ballisztikus büszkeségüket, ajánlatot tesz nekik, hogy repüljenek hold ágyúgolyóban. A beszéd csúcspontja a vége, melyben Barbicane bizalmát fejezi ki az ágyúklub tagjainak abban a tudatában, hogy a fegyverek erejének és a puskapor erejének nincs határa, majd a szónok ezekkel a szavakkal zárja beszédét: I. arra a szigorúan tudományos következtetésre jutott, hogy minden lövedéknek, amelyet másodpercenként 12 000 yardos kezdeti sebességgel küldenek a Holdra, minden bizonnyal el kell érnie ezt a lámpatestet. Éppen ezért, kedves kollégák, hívtalak benneteket az értekezletre - javaslom ezt a kis kísérletet. 12 000 yard hozzávetőlegesen 11 200 méter, amint látjuk, Barbicane jól értette a lényeget.
Mekkora a Hold pontos távolsága a Földtől? Válasz: A holdpálya excentricitása miatt ingadozik. E két világítótest középpontja közötti lehetséges legkisebb távolság 357 000 km. Ha innen levonjuk a földi és a holdi sugarat (6378 km és 1735 km), megkapjuk a legkisebb távolságot e testek felületeinek egymáshoz legközelebb eső pontjai között, ami 348 900 km.
Át lehet vinni a magot a Földről a Holdra? - Válasz: Igen, ha megmondja neki a 11 200 m/s kezdeti sebességet.
Mikor van ehhez a legkedvezőbb helyzetben a Hold? - Válasz: Amikor a perigeusban van (azaz a legközelebb van a Földhöz), és ugyanakkor a fegyver zenitjén van
Mennyi időbe telik, amíg egy megfelelő kezdősebességgel küldött lövedék megteszi ezt a távolságot, és ezért pontosan melyik pillanatban kell ezt a lövedéket kilőni, hogy egy bizonyos időre lezuhanjon a Holdra? - Válasz: A lövedék 97 órát fog repülni. 13 perc. 20 mp. Olyan ideig kell lőni, mielőtt a lövedék a Holdra zuhanna.
Hol legyen a hold a lövés eldördülése pillanatában? - Válasz: 64°-os távolságra a zenittől, mert ennyi ideje lesz mozogni ebben a 97 órában. több, mint (itt figyelembe veszik azt az eltérést is, amelyet a mag a Föld forgása miatt kap).
5 Az ég melyik pontjára kell irányítani a fegyvert? - Válasz: A zeniten; emiatt a szerszámot olyan területre kell telepíteni, aminek a zenitjén a Hold egyáltalán valaha is elhelyezkedhet, pl. 28 északi és déli szélesség közötti területen.
A VII. fejezetben kezdődik a vita a magról. Nem mondható, hogy különösebben üzletszerűek lettek volna. Az inspiráció érzése döntő szerepet játszik bennük. Érték, azaz a mag külső átmérőjét (eleinte csak kerek magról beszélünk, de megnyúlt lövedékről nem) az határozza meg, hogy milyen állapot miatt lehetett látható mozgása során, valamint a leesés pillanatában a Holdra. A Barbican Cannon Club elnöke 48 ezerszeres nagyítás elérését reméli egy hatalmas tükör segítségével, amelyet Amerika legmagasabb hegyére építenek és telepítenek, és ennek köszönhetően egy 9 láb átmérőjű test látható a a hold felszíne. Ezért a mag átmérőjének 9 lábnak (108 US hüvelyk) kell lennie 25 mm-nél = 2,70 m. Ekkora növekedés természetesen elképzelhetetlen, de ebben az esetben nem játszik jelentős szerepet. Elegendő a magot puskaporral megtölteni, ami egyből fellángolna, amikor a lövedék a Hold felszínét érné. Ez ugyanolyan megbízható bizonyíték lenne, ha egy lövedék eltalálja a Holdat, ráadásul sokkal könnyebb látni egy ilyen villanást, mint magát a lövedéket. Ne feledje, hogy Goddard amerikai professzor azt javasolja, hogy egy ilyen villanás erejéig lőporral látják el rakétáit.
Mint látható, Jules Berne a legegyszerűbb esetet igyekszik faragni, hogy az egész dolgot a lehető legérthetőbb formában tárja az olvasó elé. A pályáján mozgó Holdra akar lőni, kicsit előre haladva, ahogy egy vadász egy lassan mozgó kocsiból lő egy nyulat, amikor ennek a kocsinak a sebességét kell figyelembe vennie. A lövedéknek szinte egyenes vonalban kell repülnie a Földről a Holdra. A valóságban azonban, amint az az út minden pontjára sebességparalelogrammák megszerkesztésével megállapítható, a lövedék egy inflexiós pontú görbét ír le, hasonlóan a latin S betűhöz (25. ábra), ez a kombinált kombináció miatt fog bekövetkezni. akció a Föld forgásának lövedékére és a lövés becsapódása . Rizs. 2 A lövedék útja, amelyet a Gun Club a Holdra akart küldeni. Z a lövés iránya abban a pillanatban, amikor a Hold az A pontban volt. C a Hold helyzete, amelyben a lövedék megelőzi azt. B a lövedék útja. S-S - a gravitációs szféra határa a Föld és a Hold között. (A rajz sematikus, nem méretarányos.)
Először is szilárd öntöttvas mag öntését javasolják. De ez megijeszti Elfiston őrnagyot. A Barbicane ezt követően azt javasolja, hogy a magot üregesítsék ki, így az csak 2,5 tonnát nyomna. Végül mindenki vállalja, hogy egy üreges alumíniummagot építenek, amelynek tömege 20 000 font vagy 10 tonna. Ennek a magnak a falának 12 hüvelyk vastagságúnak kell lennie. A vita végén a közgyűlés tagjait zavarba hozza a „tapasztalat” költségeinek kérdése, mert az alumíniumot Jules Verne akkori fontonként 9 dolláros áron értékeli. Jelenleg ennek a fémnek egy kilogrammja kevesebb mint ötven dollárba kerül, így az árának kérdése ebben az esetben nem játszhat jelentős szerepet.
A találkozó folytatódik.
J. T. Maston, az Ágyúklub hajthatatlan titkára az első szavaktól kezdve azt követeli, hogy az ágyú legalább fél mérföld hosszú legyen (azaz legalább 800 m, hiszen 1 mérföld = 1,61 km). A túlzás szenvedélyével vádolt Maston erőteljesen igyekszik ezt cáfolni. Valójában nincs is olyan messze az igazságtól. Ha Barbicane követte volna a tanácsát, akkor az ágyúgolyó kétségtelenül inkább a Holdra repült volna. Az elnök rámutat, hogy a fegyverek általában 20-25-szörös kaliberűek, erre Maston egyenesen az arcába mondja, hogy pisztollyal is lehetett volna lőni a Holdra. Végül mindenki egyetért a fegyver hosszában, ami 100-szorosan meghaladja a kaliberét, i.e. 900 láb vagy 270 m. Mint látni fogjuk, ez a hosszúság nem igazán elegendő. Az ágyú falait hat láb vastagságúra javasolják elkészíteni, mely értéket ellenvetés nélkül elfogadják. A függőleges helyzetet elfoglaló ágyút közvetlenül öntöttvasból kell a talajba önteni. J. T. Maston számításai szerint 68 040 tonna lesz, itt a Barbican látszólag azt feltételezi, hogy a fegyvert körülvevő talaj annyira összenyomja, hogy elsütéskor nem fog szétrobbanni. Ez igen valószínű, ha elképzeljük, hogy egy fegyver csorbáját nagyon kemény és homogén kőzetbe helyezik, mint például gránitba, porfírba stb. (26. ábra). Ekkor a fémből öntött pofa tulajdonképpen csak a belső bélése lesz egy valódi kőpofanak, melynek erőssége rendkívül nagy és nem is becsülhető meg pontosan.
A VIII. fejezet leírja az Ágyúklub bizottságának ülését, amelyen magának az ágyúnak a kérdését tárgyalták. A feladat egyértelmű - felszálláskor 11 200 m / s sebességet kell jelenteni egy 10 tonna súlyú magnak. Ennek a csatornának az átmérője is ismert, hiszen a magnak 270 cm átmérőjűnek kell lennie.A kérdés csak az, hogy meddig kell építeni a pisztolyt, és milyen vastag falakat kell készíteni, hogy elviselje a porgázok nyomását, amikor kirúgott. Rizs. 26 A Columbiad Barbican függőleges metszete.
Ezek után a bizottság tagjait sok aggodalommal tölti el az ilyen mennyiségű lőpor óriási mennyisége. Kiderült, hogy 800 tonna puskapor a felére tölti meg a tervezett fegyver csőtorkolatát, aminek következtében az túl rövidnek bizonyul. Végül úgy sikerül kijutnia a nehézségből, hogy úgy dönt, hogy lőpor helyett piroxilint használ. A klub találkozója azzal zárul, hogy az a piroxilinmennyiség, amely 54 méteren keresztül megtöltötte a fegyver torkolatát, ugyanolyan erejű robbanást produkál, mint a Barbican által eredetileg javasolt 800 tonna puskapor. Így a szükséges 11 200 m/s kezdeti sebességet elérjük.
A IX. fejezetet a lőpor kérdésének szenteljük. Jules Berne a következőképpen indokolja hőseit: 1 liter puskapor 900 grammot nyom, és robbanás közben 4000 liter szabadul fel. gáz. A közönséges ágyúkban egy töltet lőpor tömege a lövedék tömegének 2/3-a, míg a nagyágyúkban ez a hányad 1/1-re csökken. Itt Maston azt a gondolatot fejezi ki, hogy ha ez az elmélet valóban helyes, akkor elegendő méretű fegyver, lőporra egyáltalán nem lesz szükség a tüzeléshez. De a találkozó ismét komolyra fordul, és miután elhatározták, hogy a durva szemcséjű Rodman puskaport használják, közeledik az a pillanat, amikor meg kell határozni a lőpor mennyiségét. Itt a bizottság tagjai tehetetlenül pillantásokat váltva, pontos számítást nem tudva, találomra különféle mennyiségeket ajánlanak fel. Morgan bizottsági tag 100 tonna puskaport, Elphiston 250 tonnát, a lelkes titkár pedig 400 tonnát javasol, és ezúttal nemcsak hogy nem érdemelt szemrehányást a túlzás miatt az elnöktől, de az utóbbi elégtelennek tartja ezt a számot és követeli. hogy megduplázódik, ennek eredményeként a mag és a lőpor tömegének aránya 1:80 lesz.
A légellenállás szerepével kapcsolatban Jules Verne-nél a VIII. fejezetben csak egy mellékes megjegyzést találunk, „hogy ez jelentéktelen lesz”. Kötelességünk ezt a kérdést pontosabban megvizsgálni, mert nem egyszer volt már alkalmunk meggyőződni arról, hogy az Ágyúklub lelkes tagjainak számításai némileg megbízhatatlanok.
Mivel a fegyvercső teljes hossza 270 m, amiből viszont 54 m esik a piroxilin töltet részarányára, a mag 216 métert fog benne mozogni, ezalatt minden mozgási energiát át kell adni neki. 64 milliárd kgm, amivel rendelkeznie kell a fúrásból való kilépéskor. Ezt a számot a 10 000 kg-os lövedék súlya és a furatból való kilépéshez szükséges 11 200 m / s sebesség alapján kapják meg. Innen pedig azt kapjuk, hogy az átlagos nyomás a furatban 5175 atm, a hordóban a repülési idő 1/26 mp, az ilyen lövéssel végzett munka pedig 22,2 milliárd LE lesz.
A lövés pillanatában a Barbican magja felett a löveg torkolatában egy 216 m magas és 2,70 m átmérőjű légoszlop található, ez a légtömeg nem tud sehova menni, és összenyomódik, mint egy acél rugó egy nagy sebességgel emelkedő lövedék által. Mivel a lövedék sebessége a fegyver csatornájában jelentősen (a végén több mint 30-szor) meghaladja a hangsebességet, ez a levegő még a torkolati lyukon sem tud felfelé távozni, mert nem lesz elég idő ezért. Röviden, itt olyan lesz a helyzet, mintha ennek a sűrített levegőnek egy sapkája vagy fedele lenne a felszálló lövés előtt, ami csak azután oszlik el oldalra, hogy a lövedék elhagyja a fegyver torkolatát. A technika nyelvén azt mondjuk, hogy a lövedéknek a saját sebességét át kell adnia ennek a légoszlopnak a teljes tömegére, mielőtt elhagyja a fegyvert, és ezen felül ugyanazt a levegőt összenyomja.
Kétféle légellenállást különböztetünk meg, nevezetesen a fegyver csatornájában lévő légoszlop ellenállását, és a teljes légkör ellenállását, amelyen a lövedéknek át kell haladnia, miután elhagyta a fegyver torkolatát.
* Itt a szerző kétségtelenül eltúlozza a légellenállás mértékét a pisztoly csőtorkolatában, feltételezve, hogy a csőtorkolatban lévő összes levegőrészecske eléri a lövedék teljes sebességét. Valójában az orrban lévő levegő legfeljebb fele tud ilyen sebességet elérni. (Szerk. megjegyzés)
A torkolatban elhelyezett légoszlop térfogata 1237 m3 lesz, súlya köbméterenként 1,2 kg-ra számítva körönként 1500 kg, azaz a lövedék tömegének körülbelül 1/6-a. Ahhoz, hogy ez a tömeg 11 200 m/sec sebességet adjon, az eredetileg talált 63,78 milliárd kgm-es mennyiség majdnem pontosan 1/6-ának megfelelő további munkát kell elvégezni. Ezért a pisztoly torkolatában lévő levegő ellenállásának leküzdéséhez és ennek a levegőnek a sűrítéséhez körülbelül 14 milliárd kgm-rel több munkára lesz szükség, mint amennyit a légellenállás figyelembevétele előtt számítottak *. Emlékezzünk vissza, hogy a lövedék mögötti porgázok átlagos nyomása valamivel 5000 atm felettinek bizonyult, és ezt a számot eleinte kétségtelenül jelentősen meghaladják, majd később, ahogy a lövedék egyre jobban közeledik a torkolati lyukhoz, ellenkezőleg, nem is fog sikerülni. Emiatt előfordulhat, hogy még mielőtt a lövedék elhagyná a fegyver torkolatát, az általa sűrített levegő egyre növekvő nyomása meghaladja a lövedék mögött elhelyezkedő porgázok folyamatosan csökkenő nyomását, aminek következtében a lövedék, miközben még a torkolatban van, lelassulna.
A helyzet rosszabb a fegyver feletti levegő ellenállásával. Igaz, attól a pillanattól kezdve, hogy a lövedék elhagyja a torkolatot, gyorsan csökken, és az első másodperc végére már csak az 1/5-e lesz a kezdeti értékének. Ugyanakkor 11 200 m / s lövedék indulási sebességgel és p \u003d 1/6 együtthatóval a légellenállás körülbelül 230 at. Ennek eredményeként a Barbican üreges alumínium lövedéke olyan lenne, mint egy szappanbuborék, amelyet egy biliárddákó tol a viharhoz.
Szerencsére ez az ellenállás (levegőoszlop a pisztoly torkolatában), amelynek leküzdéséhez akár 14 milliárd kgm-re is szükségünk van, elkerülhető, ha közvetlenül a lövés előtt sejtjük, hogy kiszivattyúzzuk a levegőt a fegyverből. Ekkor azonban természetesen olyan burkolattal kell ellátnunk a pofanyílást, amely könnyű, ugyanakkor elég erős, hogy a légkör külső nyomása ne törje össze. Ekkor a csőtorkolat nyílásából nem csökkentett sebességgel kirepülő mag ezt a burkolatot belülről teljesen könnyen feltörné, mindössze néhány tíz kilogramm métert költve rá.
Ezenkívül egy ilyen lövedék semmilyen esetben sem képes áthatolni a föld légkörének teljes vastagságán, mivel ehhez a 10 000 kg / 57 256 cm2 = 175 g/cm2 keresztirányú terhelése teljesen elégtelen. Ez a lövedék azonban 11 200 m/sec sebességgel bélelve 6,4 millió kg erőre tesz szert 1 kg tömegére vonatkoztatva. Ám ugyanakkor a keresztmetszetének 1 cm2-ére mindössze 1,12 millió kgm kinetikus energiára tesz szert, i.e. a kinetikus energia két 60%-át, amelyet csak a légellenállásnak kellene elnyelnie, feltéve, hogy a parabolikus sebesség megmarad. Ebből jól látszik, hogy az Ágyúklub híres lövedéke, ha nem végződött volna dicstelenül az ágyú torkolatában, már repülése első másodpercében a levegőben „megakadt volna”. Ez a lövedék messze nem éri el a Holdat, de ha nem is olvadt volna el, valójában csak nevetségesen rövid ívet tudna leírni a Föld felett. Jules Berne ilyen jellegű kifogást fogalmaz meg regényében, de nem fejleszti tovább. Nyilvánvalóan ezzel akarta sugallni kellően hozzáértő olvasóinak, hogy tudja, miért lehetetlen a Barbakán-kolumbiád.
Ezt a lövedéket falainak jelentéktelen szilárdsága miatt a lövegtorkolatban is pogácsává zúzta volna a hátulról rányomódó porgázok hatalmas nyomása és a légoszlop erőteljes ellenállása. a pofa előtte. Még az is lehetséges, hogy ennek következtében egyszerűen nem tudott kirepülni a szájkosárból. Ez utóbbi lehetőséggel azért kell foglalkozni, mert a Barbicane nem tesz említést vezetőgyűrűkről, amelyekre ebben az esetben nem annyira a puska, hanem az alumínium nyújthatósága miatt van szükség. Az ilyen gyűrűknek autóink motorjaink dugattyúgyűrűinek szerepét kellene betölteniük. Barbicane figyelmen kívül hagyta, hogy az alumínium tágulási együtthatója háromszorosa az öntöttvasénak.
A modern ballisztika szempontjából mindenekelőtt a légellenállás figyelembevételével ki kell számítani a furatból való felszálláshoz szükséges sebességet egy adott kaliberhez, megengedett keresztirányú terhelés mellett és egy bizonyos alakra. lövedék. Ebben az esetben két görbecsaládot kapunk, amelyek legyezőszerűen eltérnek egymástól. Mindkét család görbéinek egy része metszi egymást, míg a másik része nem. Az első rész metszéspontjai megoldást adnak a furatból való véges kilépési sebességeknél feltett problémára. A görbék második része azt jelzi, hogy a megfelelő keresztirányú terhelés és a lövedék alakja esetén nincs olyan önkényesen nagy sebesség, amelynél a lövedék a mozgási energia feleslegének (a Föld gravitációs mezőjének feszültsége feletti) hatására. a megfelelő légellenállást leküzdheti. A legjobb megoldásokat az 1. táblázat hasonlítja össze. Oldalirányú terhelés 2,0 kg/cm2 1,5 kg/cm2 1,0 kg/cm2 0,75 kg/cm2 0,5 kg/cm2 0,33 kg/cm2 Indulási sebesség V km/mp km/sec km/sec km/sec km/sec km/sec Alaktényezőhöz p=1/2 14,65 16,80 27,70 - - - Alaktényezőhöz p=1/3 13,15 13,95 16,75 21,90 - - Alaktényezőhöz p=1/6 12,05 12,40 13,10 7 .5 .5 .5 faktor p=1/12 11,55 11,57 12, 06 12,55 13,15 14,65 30 cm-es kaliberű felszállási sebesség esetén - 1 060,35 706,90 353,45 - - Kinetikus energia a felszállás pillanatában per 1 n-1/6-ig, p=1/6 cm2 - 8 309 400 6 230 700 5 120 400
b) A Holdra lövés problémája a modern ballisztika szemszögéből
Nagyon könnyű azonban elméleti számításokat végezni a rendeltetési célra szükséges fegyverről. A lövedék furatból való kilépése pillanatában mért kinetikai energiája alapján, amely 8 646 500 kgm / cm2, és 6 000 atm porgázok átlagos nyomását feltételezve, megkapjuk a szükséges 1 441 méteres hordóhosszt. 216 m hordóhosszú regényt, pontosan 40 000 atm porgáznyomást kellene használnunk. Feltéve, hogy a nagy hatótávolságú lövegek gyártása során szerzett tapasztalatoknak megfelelően a lövedékek fúrólyukból való kilépésének legnagyobb sebessége 150 kaliberű csőhossznál érhető el, arra a következtetésre jutunk, hogy egy olyan fegyver esetében, amely képes küldeni lövedék a Holdra, elég lenne a 144 cm-es kaliber Ha egy különösen sima csővel 208 kaliberre tudnánk növelni a hosszát, akkor pontosan 1 m-es kaliber is elegendő lenne a célra.modern robbanóanyagokkal sem érhető el, sem a hordóépítéshez alkalmas legjobb acélminőségeink tartják fenn.
Ebből azt látjuk, hogy például műszakilag megvalósítható 1 kg/cm2 keresztirányú terhelés mellett a furatból való kilépésnél 13 150 m/s sebesség (vákuumban 11 182 m/s helyett) elegendő lenne a dobáshoz. p = 1/6 alaktényezővel rendelkező lövedék a Holdhoz. Ennek a sebességnek az elérése csak a keresztirányú terheléstől és az alaktényezőtől függ, a kalibertől nem. Az egész kérdés arra irányul, hogy meg lehet-e mondani a lövedéknek ezt a sebességet, amikor elhagyja a furatot. Erre a kérdésre csak számítással lehet választ adni.

Így azt látjuk, hogy az eredmény negatív. Vagyis modern technikai eszközeink segítségével teljesen kizárt annak a lehetősége, hogy ágyúból lövedéket küldjünk a Holdra. Ezt azonban nem kell különösebben sajnálni, mert ha lehetséges volna, akkor egy ilyen lövedékben az emberek soha nem tudnának útra kelni a műholdunkhoz, ahogy Jules Verpe írja le. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a lövés idején a gyorsulásnak meg kell haladnia a 300 000 m/s-ot. Ez az érték körülbelül 1000-szer nagyobb, mint az a gyorsulás, amelyet egy személy a legjobb esetben is el tud viselni anélkül, hogy fennállna annak a veszélye, hogy azonnal összetörik. . És nem lenne értelme több millió rubel árán utasok nélküli tüzérségi lövedéket küldeni a világűrbe. Valóban, mi haszna lenne egyetlen acéllövedékkel növelni az űrben lebegő vas-nikkel meteorok milliárdjait?