Çift toplu savaşçı Nikolai GORDIUKOV Otuzlu yılların başında, Sovyet Hava Kuvvetlerinin liderleri, 150 mm dinamo-reaktif topa sahip bir savaşçı için ön gereksinimleri formüle etme girişiminde bulundu. Planlarına göre DIP uçağı (iki koltuklu avcı uçağı)

> Kronoloji

Bölüm III. silahlar

Bölüm III. silahlar
Bölüm II. MÜCADELEMİZ
top atışı
Atış derken, barut veya başka bir maddenin patlaması sırasında oluşan, tamamen kapalı bir alanda merminin arkasındaki gazların basıncıyla silah kanalından fırlamasını kastediyoruz. İnşaat tekniğinin sağladığı olağanüstü sonuçlar topçu parçaları ulaştı son yıllar Dünya Savaşı herkesin hafızasında hâlâ oldukça tazedir. Modern uzun menzilli topların yardımıyla, 1.500 - 1.600 m/s'lik en yüksek hızlara, insanın iradesiyle vücut tarafından ulaşılmıştır. Böylece, çamur adı verilen bu aletler, var olanların en güçlü makineleriydi.
* Balistik - top mermilerinin ve mermilerin hareketini inceleyen bir bilim. İki dala ayrılır: iç ve dış balistik. Birincisi, ateşlendiğinde delik içinde meydana gelen olayları, ikincisi ise mermi veya merminin deliği terk ettikten sonra meydana gelen olayları ele alır. (Ed. notu)
Aya ulaşabilecek bir topun, bir merminin hesaplanması teorik olarak zor değil. Kanunlara göre iç balistik* bu durumda, aşağıdaki büyüklükler rol oynar: ivmenin üretilebileceği yolun uzunluğu olarak deliğin uzunluğu, toz gazların mermiyi ileri ittiği kuvvet olarak delik içindeki ortalama basınç, enine merminin yükü, kalibrenin kesitinin her santimetrekaresinin üstünde (veya önünde) bulunan ve doğal ataletiyle hızlanma eylemine karşı çıkan kütle olarak. Bundan, delikten çıkarken mümkün olan en yüksek hızı elde etmek için mümkün olduğu kadar uzun süre alınması, içindeki ortalama basıncın en yüksek ve enine yükün en küçük olması gerektiği anlaşılmaktadır (Şekil 23). .
Bu nedenle namlunun uzunluğu keyfi olarak büyük yapılamaz, çünkü toz gazların genleşmesi ve namlunun soğuk duvarlarıyla teması sonucu soğuması nedeniyle, kısa sürede düşen basınç kuvvetinin olduğu bir durum ortaya çıkar. Toz gazların büyük bir kısmı, mermi namlu deliğinden geçerken merminin yaşadığı sürtünme tarafından tamamen emilir.
Ancak pratikte tüm bu alanlardaki silah tasarımcılarının sınırları oldukça sıkıdır.
Bir patlayıcının özellikleri öncelikle kimyasal bileşimi ve ikincil olarak da mekanik işleme yöntemi tarafından belirlenir. Barut aynı kimyasal bileşim işleme sürecinde hangi şekle verildiğine bağlı olarak tamamen farklı şekillerde yanabilir. Barut, toz un şeklinde veya başka şekilde adlandırıldığı gibi kağıt hamuru, taneler, plakalar, küpler, çubuklar veya tüpler halinde yapılabilir. Bir patlayıcının teorik özellikleri temel olarak aşağıdaki kavramlarla belirlenir: kalorifik değerleri; bunların özgül gaz hacmi, patlama sıcaklığı, patlama sırasında oluşan toz gazların hacmi ve bu gazların basıncı.
Aynı şekilde toz gazların ortalama basıncı da ikinci sırada yer almaktadır. önemli bir faktörÇekimde rol oynayan oldukça dar sınırlar içinde kalıyor. Pirinç. 2 İtici gazların ideal basınç eğrisi, tüm yükün anında ateşlendiği ve gazın genleşmesinin adyabatik olarak meydana geldiği varsayımına dayanmaktadır. Aslında, basınç ulaşıyor en yüksek değer başlangıçta değil, ancak daha sonra ve üstelik teorik öneme ulaşmaktan çok uzak.
Bu durumda patlatma odasının bir litrelik alanına kaç kilogram patlayıcının yerleştirilebileceğini gösteren yük yoğunluğu bire eşittir. Genellikle topçu parçaları için yalnızca 0,4 - 0,7 ve silahlar için 0,70 - 0,8 değerlerine ulaşır. Her durumda, yük yoğunluğu hiçbir zaman patlayıcının yoğunluğunu veya başka bir deyişle özgül ağırlığını aşamaz. çünkü patlatma odasını katı monolitik bir kütle şeklinde girebileceğinden daha fazla barutla dolduramayız.
Patlamanın spesifik basıncına Berthelot'a göre biz buna diyoruz. ideal basınç 1 litre hacimli bir alanda ortaya çıkacak. içinde bir patlama ile 1 kg. patlayıcı.
Üçüncü en önemli faktör olan yanal yük ve merminin şekli, boşluktaki yolun şeklini etkilemez. Burada yalnızca delikten ayrılma hızı bir rol oynar.
Aşağıda tartışılan roket sorunları da dahil olmak üzere karşılaşılan bazı değerlerin önemi nedeniyle, bunları aşağıdaki tabloda gruplandırılmış olarak listeliyoruz: 1 Tablo 10 Patlayıcı adı Cal./kg cinsinden kalorifik değer. 685 630 1 100 1 290 ~ 1 400 410 Gazın özgül hacmi, l. 285 920 859 840 ~ 999 314 Patlama sıcaklığı, °C 2770 2400 2710 2900 ~ 3300 3530 Patlayıcı gazların l cinsinden hacmi. 3.177 9.008 9.386 9.763 12.957 4.374 Özgül ağırlık 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 39 31 3947 3650 1501 = 0,4 1587 3211 5912 5640 5523 2072 = 0,5 2112 4779 5802 7829 7982 2686 = 0,6 2708 7082 12000 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 8 6 250 38 500 25270 3831 0 5683 = 1,0 6236 - - 35 010 - 6603 =1 ,6 29 340 - - - - 14560 = 2,4 - - - - - 43 970
Ancak bu rakamların gerçek büyüklüğü, tüm ikna ediciliğiyle ancak bu merminin uçuş eğrisini tamamladığımızda ve karşılaştırma amacıyla şimdiye kadar elde edilen en yüksek dağ zirvelerini ve elde edilen yükseklik kayıtlarını (Şekil 24) aynı üzerine çizdiğimizde ortaya çıkar. ölçek. 46.200 m'de, mermi en uzak mesafeye ateşlendiğinde zaten yükselmiş olacaktı ve yaklaşık 70.000 m'de dikey bir atışla yükselebilirdi! Bununla karşılaştırıldığında Everest en yükseklerden biridir dağ zirveleri 8.884 m yüksekliğinde! Üstelik sadece 3 dakikada. 20 saniye bu mermi 150 km uzunluğunda uçacaktı. Pirinç. 2 Ultra uzun menzilli bir silahın mermisinin uçuş eğrisi.
Havasız uzayda uçan bir merminin yolunun şekli neredeyse tam olarak paraboliktir. Top mermilerinin atmosferdeki yollarının hesaplanması en karmaşık ve zor problemlerden biridir. dış balistik. Bu nedenle burada ayrıntıya giremiyoruz. İlginç bir sayısal örnek olarak, 126 km'ye ateş eden ultra uzun menzilli bir silahın mermisinin uçuşunu karakterize eden, kesin formüllere dayanarak hesaplanan verileri aşağıdaki tablo 11'de sunuyoruz. Tablo 11 Ultra uzun menzilli silah Derece olarak ufka doğru uçuş eğimi. Km cinsinden uçuş menzili. en yüksek yükseklik km cinsinden. M/s cinsinden mermi hızı. Saniye cinsinden uçuş süresi Atış anı 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 16,60 950 173,3 53 122,00 6,12 945 191,0 58 126,00 0,00 860 199,0
Modern Topçu Başarıları. Ultra uzun menzilli silahlar
Dünyadaki en büyük balistik çalışmalara göre, dünya uzayına yatay bir atış yapma olasılığını değerlendirmek için şunu ekliyoruz: bu durum merminin yolu boyunca hava kütlesinin nasıl yerleştirileceği kayıtsızdır. Bu nedenle, dünya uzayına atılan bir merminin yaşadığı toplam yavaşlamayı hesaplarken, gerçek olanın yerine, 7.800 m yüksekliğindeki sözde homojen izometrik atmosferi hesaplamamıza dahil edebiliriz.Yukarıdan aşağıya böyle bir atmosfer. deniz seviyesinde hava yoğunluğuna sahip olacak ve 7.800 metre yükseklikteki sütunu, aynı kesitteki gerçek bir atmosferik sütunla aynı hava kütlesini içerecektir.
Elbette uzun zamandır savaşan tüm devletler en uzun menzilli silahları üretmeye çalışıyor. Bunun nedeni açıktır: El bombalarının yıkıcı etkisi ne kadar güçlüyse ve etki aralığı da o kadar geniştir. Daha Kendi ordusunun askeri gücünün, düşmanın askeri gücüne eşit veya ondan üstün olduğu düşünülebilir.
Aya ateş eden bir topun sorunuyla karşılaştırıldığında, topçuluktaki modern başarılara genel bir bakışı bir özet tablo şeklinde vermek mantıklıdır.Ay, şimdiye kadar delikten en yüksek ayrılma hızlarına ulaşılabilir. tam olarak onların yardımıyla.
Bununla birlikte, Alman ultra uzun menzilli silah tasarımcıları Profesör Rausenberger ve Profesör Eberhart'ın Dünya Savaşı sırasında elde ettiği sonuç, görünüşe göre, bugüne kadar eşsiz sayılabilir. Bildiğiniz gibi tasarladıkları topların maksimum menzili 135 km idi.
Basında, Fransız topçu departmanının 1895 yılında 100 kalibre uzunluğunda 16,5 cm'lik bir topla deneyler yaptığına ve merminin 1.200 m / s çıkış hızına ulaşıldığına dair göstergeler var. Almanya'da ilk hamle pratik gelişim uzun menzilli topçu, Krupno'nun, tasarımcısının beklentisinin aksine, 24 santimetrelik bir topun el bombasının 32 km yerine 48 km uçtuğu atış deneyimiyle sunuldu. Ek olarak, İngiltere'de ve diğer ülkelerde topçu ile ilgili özel dergilerde, görünüşe göre kağıt üzerinde kalan ultra uzun menzilli silahlara yönelik bir dizi proje anlatıldı. Çok daha dikkat çekici olanı, 1924'ten beri Fransız topçusunun, yalnızca 160 kg ağırlığındaki nitrogliserin tozu yüküyle 120 km mesafeden 180 kg ağırlığındaki ağır el bombalarını ateşleyen toplara sahip olmasıdır. Merminin delikten çıkış hızı yalnızca 1.450 m/s'dir. Aynı şekilde, sadece 23,1 m'ye eşit olan bu silahın namlu uzunluğunun da 21,1 cm kalibrede olması çok önemsiz sayılmalıdır.
Bununla birlikte, ultra uzun menzilli topçuların * bu büyük başarısının henüz Alman tasarımcıların olanaklarını tüketmemiş olması kuvvetle muhtemeldir. Biri şöyle düşünebilir: Dünya Savaşı bir yıl daha sürseydi, 1.700 - 1.800 m / s'lik bir toptan mermilerin ayrılma hızına ve aynı zamanda 200-250 km menzile ulaşacaklardı. Aşağıdaki düşünceler bu varsayımı desteklemektedir. Biraz daha uzun namlu kesinlikle inşa edilebilir. Kimya patlayıcılar Stetbacher'e göre, o zamanın en güçlü nitrogliserin tozlarının kalorifik değerini (%40 nitrogliserin içeriğinde 1.290 cal / kg'a ulaşan) daha da yükseğe - neredeyse patlayıcı jelatin için sınır değere (1.620 cal / kg) yükseltme fırsatı buldu. kg, yüzde 92 nitrogliserin ve %8 piroksilin). Aynı zamanda heksanitroetan ve benzeri safsızlıkların yumuşatıcı etkisi sayesinde bu mümkün oldu. kimyasal maddeler elemek tehlikeli özellik piroksilin anında patlar ve amaçlanan amaç için gerekli olan yavaş yanan barutu oluşturur.
Bunu yapmak için, 142 g ağırlığında ve 36 m uzunluğunda bir namlunun üç parçadan oluşması gerekiyordu: 38 cm çapında bir borudan, içine 21 cm kalibreli bir yivli namludan ve içine yerleştirilmiş bir yivli namludan ve dişli olmayan bir ağızlıktan. Bu kompozit gövdenin bükülmesini önlemek için bazı kısımları köprü benzeri bir şekilde asıldı. Buna rağmen, yaklaşık 100 kg ağırlığındaki bir mermiyi delikten 1600 m / s'ye ulaşan bir hızla fırlatan 180 - 300 kg ağırlığındaki nitrogliserin tozu yükünün inanılmaz patlama kuvvetinin etkisi altında, namlu titredi. Reed, atıştan sonra iki dakika boyunca rüzgarda sallandı. Tablo 12 Veri Silah türleri tüfek sahra topu deniz topu uzun menzilli top kıyı silahı İngiliz uzun menzilli silahı cm cinsinden kalibre 0,79 7,5 21,0 21,0 40,64 50,8 2 340,4 346,4 1297,10 2026,8 Kalibre cinsinden kanal uzunluğu 101,50 26,7 50,0 150,0 50 0,00 100,0 m cinsinden kanal uzunluğu 0,80 2,0 10,5 33,6 20,30 50,8 Kalibre cinsinden namlu uzunluğu 116,52 28,7 55,0 171,0 52,50 105,0 M cinsinden namlu uzunluğu 0,90 2,2 11,0 36,0 21,40 53, 7 Tüm namlular kg cinsinden. 1,00 310,0 15450,0 142000,0 113100,00 550000,0 kg cinsinden mermi ağırlığı 0,01 6,5 125,0 100,0 920,00 2000,0 m/s cinsinden fırlatma hızı 900,00 600,0 940,0 1600,0 94 0,00 1340,0 Km cinsinden menzil. 4,00 9,0 26,0 130,0 40,0 160,0 Ton-metre cinsinden kalkış kinetik enerjisi 0,413 119,3 5629,0 15360,0 41440,00 183000,0 Aynı kgm cinsinden 413 383,9 364, 0 108,0 366. 00 333,0 kg cinsinden ortalama çekme kuvveti. 516 59700,0 534 850,0 457140,0 2039400,00 3602400,0 Am cinsinden ortalama basınç. 1053 1350,0 1544,0 132,0 1572,00 1777,0 Saniye cinsinden ortalama uçuş süresi 1/563 1/150 1/46 1/23 1/23 1/13 Ortalama beygir gücü 3100 238600,0 3359500,0 473200,0 12780000,00 32780 000,0 Bg/kg cinsinden varil ağırlığı başına ortalama güç. 3100 769,7 217,4 33,35 115,63 58,24
Aya Top Atma Sorunu
* Ayrıca "süper topçu" olarak da adlandırılır. (Ed. notu)
a) Columbiad "Cannon Kulübü"
Ancak toplarla ilgili verilen bilgiler aktarıldıktan sonra nihayet Ay'a top atılması sorununu tartışmak mümkün olabilir. Aynı zamanda Jules Verne'in ünlü romanı "Dünyadan Ay'a"da detaylı bir şekilde anlattığı cesur projenin, modern balistik görüşlerine ne ölçüde karşılık geldiğine dair eleştirel bir değerlendirme yapacağız. Jules Berne'in bu romanı yazmadan önce, zamanının en önemli uzmanlarının tavsiyelerinden ve rehberliğinden yararlandığı ve çoğu zaman sanıldığı gibi, takipçilerinin çoğu gibi tamamen fantastik figürlerle iletişim kurmadığı kesin görünüyor.
Bölüm III, Barbican'ın mesajının halkı nasıl etkilediğini anlatıyor. Bölüm IV, Cambridge Gözlemevi'nin girişimin astronomi kısmıyla ilgili sonucunu rapor ediyor. Soruların ve cevapların kısa bir özetini veriyoruz (tüm büyüklüklerin metrik ölçülere dönüştürülmesiyle).
Jules Berne, romanının ilk bölümünde okuyucuya, üyeleri "icat ettikleri silahların menzilinin karesiyle doğru orantılı olarak saygı duyulan" fanatik topçulardan oluşan bir topluluk olan "Cannon Club"ı tanıtıyor. İkinci bölümde acil durum anlatılmaktadır Genel toplantı Barbican kulübünün başkanı, üyelerini artık Dünya'da savaş ihtimalinin olmadığı konusunda teselli etmek ve onların balistik gururunu canlandırmak için onlara gülle ile aya uçma teklifinde bulunur. Konuşmanın doruk noktası, Barbicane'nin top kulübü üyelerinin silahların gücünün ve barutun gücünün sınırsız olduğu bilgisine güvendiğini ifade ettiği sonudur ve ardından konuşmacı konuşmasını şu sözlerle bitirir: “ Sorunu her yönüyle değerlendirdikten ve tüm sonuçlarını dikkatlice kontrol ettikten sonra, aya saniyede 12.000 yarda başlangıç ​​hızıyla gönderilen herhangi bir merminin kesinlikle bu armatüre ulaşması gerektiği yönünde kesin bilimsel sonuca vardım. İşte bu yüzden sevgili meslektaşlarım, sizi toplantıya çağırdım; bu küçük deneyi yapmanızı öneririm. 12.000 yarda yaklaşık 11.200 metreye denk geliyor.Gördüğümüz gibi Barbicane konuyu doğru anladı.
Ay'ın Dünya'ya uzaklığı tam olarak nedir? Cevap: Ay yörüngesinin dış merkezliliği nedeniyle dalgalanır. Bu iki armatürün merkezleri arasındaki mümkün olan en küçük mesafe 357.000 km'dir. Buradan karasal ve ay yarıçaplarını (6.378 km ve 1.735 km) çıkararak, bu cisimlerin yüzeylerinin birbirine en yakın noktaları arasındaki 348.900 km'ye eşit en küçük mesafeyi elde ederiz.
Çekirdeği Dünya'dan Ay'a aktarmak mümkün mü? - Cevap: Evet, ona başlangıç ​​hızının 11.200 m/s olduğunu söylerseniz.
Ay ne zaman bunun için en uygun konumdadır? - Cevap: Perigee'de (yani Dünya'ya en yakın) ve aynı zamanda topun zirvesinde olduğunda
Yeterli başlangıç ​​hızıyla gönderilen bir merminin bu mesafeyi kat etmesi ne kadar zaman alacaktır ve dolayısıyla bu merminin belirli bir sürede Ay'a düşmesi için tam olarak hangi anda ateşlenmesi gerekir? - Cevap: Mermi uçuşta 97 saat geçirecek. 13 dakika. 20 saniye Öyle bir süre ki, merminin aya düşeceği andan önce ateş etmek gerekecek.
Ateş edildiği anda Ay nerede olmalıdır? - Cevap: Zirveden 64 ° uzaklıkta, çünkü bu 97 saat içinde hareket etmek için bu kadar zamanı olacak. daha fazla (burada, Dünya'nın dönmesi nedeniyle çekirdeğin alacağı sapma da dikkate alınır).
5 Silah gökyüzünde hangi noktaya yönlendirilmeli? - Cevap: Zirvede; bu nedenle aletin, zirvesinde Ay'ın bulunabileceği bir alana kurulması gerekir; 28 kuzey ve güney enlemleri arasındaki bölgede.
Bölüm VII'de çekirdekle ilgili tartışma başlıyor. Özellikle iş odaklı oldukları söylenemez. İlham duygusu içlerinde oynuyor Belirleyici rol. Değer, yani çekirdeğin dış çapı (başlangıçta sadece yuvarlak bir çekirdekten bahsediyoruz, ancak uzun bir mermiden bahsetmiyoruz), hareketi sırasında ve düşme anında görülebilmesi nedeniyle belirlenir Ay'a. Barbican Cannon Club'ın Başkanı, inşa edilmesi ve kurulmasının yardımına güveniyor en büyük keder Amerika'nın devasa aynası 48.000 kat büyütme elde edecek ve bu sayede ayın yüzeyinde 9 feet çapında bir cisim görülebilecek. Bu nedenle çekirdeğin çapı 9 fit (108 ABD inç x 25 mm = 2,70 m) olmalıdır. Böyle bir artış elbette düşünülemez ama bu durumda önemli bir rol oynamıyor. Mermi ay yüzeyine çarptığında anında parlayacak olan çekirdeği barutla doldurmak yeterlidir. Bu, bir merminin aya çarptığının aynı güvenilir kanıtı olacaktır ve dahası, böyle bir parlamayı görmek merminin kendisini görmekten çok daha kolaydır. Amerikalı profesör Goddard'ın böyle bir flaş için roketlerine barut sağlamayı önerdiğini unutmayın.
Görüldüğü gibi Jules Berne, meselenin tamamını okuyucuya en anlaşılır biçimde sunmak için en basit vakayı şekillendirmeye çalışmaktadır. Bir avcının, bu vagonun hızını hesaba katması gerektiğinde, yavaş hareket eden bir vagondan bir tavşana ateş etmesi gibi, yörüngesinde hareket eden, biraz ileri giderek Ay'a ateş etmek istiyor. Merminin Dünya'dan Ay'a neredeyse düz bir çizgide uçması gerekiyor. Ancak gerçekte, yol boyunca tüm noktalar için hız paralelkenarları çizilerek oluşturulabileceği gibi, mermi, aşağıdakine benzer şekilde, tek bir bükülme noktasına sahip bir eğri tanımlayacaktır. Latin harfi S (Şekil 25), bu, Dünya'nın dönüşünün birleşik etkisi ve atışın mermi üzerindeki etkisi nedeniyle gerçekleşecektir. Pirinç. 2 Silah Kulübü'nün aya göndermek üzere olduğu merminin yolu. Z, Ay'ın A noktasında olduğu anda atışın yapıldığı yöndür. C, merminin onu geçeceği Ay'ın konumudur. B merminin yoludur. S-S - Dünya ile Ay arasındaki yerçekimi küresinin sınırı. (Çizim şematiktir, ölçekli değildir.)
İlk olarak, katı bir dökme demir çekirdeğin dökülmesi önerilmektedir. Ancak bu Binbaşı Elfiston'ı korkutuyor. Barbicane daha sonra çekirdeğin oyulmasını ve böylece yalnızca 2,5 ton ağırlığında olmasını önerir.Sonunda herkes 20.000 pound veya 10 ton ağırlığında içi boş bir alüminyum çekirdek inşa etmeyi kabul eder.Bu çekirdeğin duvarları 12 inç kalınlığında olmalıdır. Tartışmanın sonunda meclis üyeleri "deneyimin" maliyeti sorusundan utanıyorlar çünkü alüminyum Jules Verne tarafından o zamanlar pound başına 9 dolarlık fiyatla değerlendiriliyor. Şu anda bu metalin bir kilogramının maliyeti elli dolardan azdır, dolayısıyla bu durumda fiyatı meselesi artık önemli bir rol oynayamaz.
Toplantı devam ediyor.
Cannon Club'ın yılmaz sekreteri J. T. Maston, ilk sözlerinden itibaren topun en az yarım mil uzunluğunda (yani 1 mil = 1,61 km olduğundan en az 800 m) olmasını talep ediyor. Abartı tutkusuyla suçlanan Maston, bunu şiddetle çürütmeye çalışıyor. Aslında gerçeklerden o kadar da uzak değil. Eğer Barbicane onun tavsiyesine uysaydı, gülle şüphesiz daha ziyade aya uçardı. Başkan, silahların genellikle kalibrelerinin 20 ila 25 katı olduğuna dikkat çekiyor ve buna yanıt olarak Maston, doğrudan yüzüne, birinin Ay'a tabancayla ateş edilebileceğini söylüyor. Sonunda herkes silahın uzunluğu, kalibresinin 100 katını aşması konusunda hemfikir. 900 feet yani 270 m. Göreceğimiz gibi bu uzunluk aslında yeterli değil. Topun duvarlarının altı fit kalınlığında yapılması önerildi ve bu değer itirazsız kabul edildi. Dikey konumda bulunan topun doğrudan dökme demirden yere dökülmesi gerekir. J. T. Maston, silahın 68.040 ton ağırlığında olacağını hesaplıyor. Burada Barbican, görünüşe göre silahı çevreleyen zeminin onu ateşlendiğinde patlamayacak kadar sıkıştıracağını varsayıyor. Bir silahın namlusunun granit, porfir vb. gibi çok sert ve homojen bir kayaya yerleştirildiğini hayal edersek, bu oldukça olasıdır. (Şek. 26). O zaman metalden dökülen namlu, aslında, gücü son derece yüksek olan ve tarafımızca herhangi bir doğrulukla tahmin edilemeyen gerçek bir taş namlunun yalnızca iç astarı olacaktır.
Bölüm VIII, top meselesini tartışan Cannon Club komitesinin toplantısını anlatıyor. Görev açık - kalkış sırasında 10 ton ağırlığındaki bir çekirdeğe 11.200 m / s hız bildirmek gerekiyor. Bu kanalın çapı da bilinmektedir, çünkü çekirdeğin çapı 270 cm olmalıdır Soru, silahın ne kadar uzun süre yapılması gerektiği ve toz gazların basıncına dayanabilmesi için duvarların ne kadar kalın yapılması gerektiği ile ilgilidir. işten çıkarmak. Pirinç. 26 Columbiad Barbican'ın dikey kesiti.
Bundan sonra komite üyeleri, bu kadar büyük miktarda barutun büyüklüğü konusunda pek çok endişeye kapıldılar. 800 ton barutun amaçlanan silahın namlusunu yarı yarıya dolduracağı ve bunun sonucunda çok kısa olacağı ortaya çıktı. Sonunda barut yerine piroksilin kullanmaya karar vererek bu zorluktan kurtulmayı başarır. Kulübün toplantısı, silahın namlusunu 54 m boyunca dolduran piroksilin miktarının, Barbican tarafından orijinal olarak önerilen 800 ton barutla aynı kuvvette bir patlama yaratacağından emin olarak sona erdi. Böylece gerekli başlangıç ​​hızı 11.200 m/sn.
Bölüm IX barut sorununa ayrılmıştır. Jules Berne buradaki kahramanlarına şu gerekçeyi veriyor: 1 litre barut 900 gram ağırlığında ve bir patlamada 4.000 litre barut açığa çıkıyor. gaz. Sıradan toplarda bir barut şarjının ağırlığı mermi ağırlığının 2/3'ü kadar iken, büyük toplarda bu oran 1/1'e düşer.Burada Maston, eğer bu teori gerçekten doğruysa, o zaman Silahın boyutları yeterli olduğundan, atış için baruta hiç ihtiyaç duyulmayacaktır. Ancak toplantı yine ciddileşiyor ve iri taneli Rodman barutunun kullanılmasına karar verildikten sonra barut miktarının belirlenmesinin gerekli olacağı an yaklaşıyor. Burada çaresizce bakışan ve kesin bir hesaplama yapamayan komite üyeleri, çeşitli miktarları rastgele teklif ediyorlar. Komite üyesi Morgan 100 ton barut alınmasını, Elphiston 250 ton, ateşli sekreter ise 400 ton barut alınmasını öneriyor ve bu kez başkanın abartı suçlamasını hak etmemekle kalmıyor, başkan bu rakamı yetersiz buluyor ve talep ediyor. iki katına çıkarıldığında çekirdek ve barut ağırlıklarının oranı 1:80 olur.
Hava direncinin rolüne ilişkin olarak, VIII. Bölüm'de Jules Verne'de "bunun önemsiz olacağına dair" yalnızca gelişigüzel bir açıklama buluyoruz. Bu soruyu daha ayrıntılı olarak araştırmak bizim görevimizdir, çünkü Cannon Kulübü'nün coşkulu üyelerinin hesaplamalarının bir şekilde güvenilmez olduğuna kendimizi defalarca ikna etme fırsatımız oldu.
Silah namlusunun toplam uzunluğu 270 m olduğundan, bunun 54 m'si piroksilin yükünün payına düştüğünden, çekirdek 216 m boyunca içinde hareket edecektir, bu uzunluk boyunca tüm kinetik enerjinin verilmesi gerekir. Sondajdan ayrıldığında sahip olması gereken 64 milyar kgm. Bu sayı, merminin 10.000 kg'lık ağırlığına ve 11.200 m / s'lik delikten gerekli kalkış hızına göre elde edilir. Ve buradan da, namludaki ortalama basıncın 5.175 atm olacağını, namludaki uçuş süresinin 1/26 saniye olacağını ve böyle bir atışla yapılan işin 22,2 milyar hp olacağını anlıyoruz.
Barbican'ın çekirdeğinin üzerinden atış anında silahın namlusunda 216 m yüksekliğinde ve 2,70 m çapında bir hava sütunu vardır.Tüm bu hava kütlesi hiçbir yere gidemez ve çelik gibi sıkıştırılacaktır. büyük bir hızla yükselen bir mermi tarafından sıçradı. Merminin silah kanalındaki hızı ses hızını önemli ölçüde (sonunda 30 kattan fazla) aştığı için bu hava namlu deliğinden yukarıya doğru bile kaçamayacak çünkü yeterli zaman olmayacak. bunun için. Kısacası burada durum, sanki kalkış atışının önünde bu basınçlı havanın bir başlığı veya kapağı varmış gibi olacak ve bu hava ancak mermi silahın namlusundan çıktıktan sonra yanlara doğru dağılacak. Teknoloji dilinde merminin silahtan ayrılmadan önce kendi hızını bu hava kolonunun tüm kütlesine vermesi ve ayrıca aynı havayı sıkıştırma işini yapması gerektiğini söylüyoruz.
İki tür hava direncini birbirinden ayıracağız: silahın kanalındaki hava sütununun direnci ve merminin silahın namlusunu terk ettikten sonra içinden geçmesi gereken tüm atmosferin direnci.
* Burada yazar, namlu ağzındaki tüm hava parçacıklarının merminin tam hızına ulaştığını varsayarak, silahın namlu ağzındaki hava direnci miktarını şüphesiz abartmaktadır. Aslında namlu ağzındaki havanın yarısından fazlası böyle bir hıza ulaşamaz. (Ed. notu)
Namluya yerleştirilen hava sütununun hacmi 1.237 m3 olacak; ağırlığı, metreküp başına 1.2 kg esas alınarak daire başına 1.500 kg, yani mermi ağırlığının yaklaşık 1/6'sı olacaktır. Bu kütleye 11.200 m/sn hız kazandırmak için, başlangıçta bulunan 63,78 milyar kgm miktarının neredeyse tam 1/6'sı kadar ek iş yapılması gerekmektedir. Dolayısıyla silahın namlu ağzındaki havanın direncini aşmak ve bu havayı sıkıştırmak için, hava direnci hesaba katılmadan önce hesaplanandan yaklaşık 14 milyar kgm daha fazla iş harcamak gerekecektir*. Merminin arkasındaki toz gazların ortalama basıncının 5.000 atm'nin biraz üzerinde çıktığını, mermi namlu ağzı deliğine yaklaştıkça bu sayının ilk etapta ve daha sonra şüphesiz önemli ölçüde aşılacağını da hatırlatalım. tam tersine ulaşılamayacaktır bile. Bu nedenle, mermi silahın namlusunu terk etmeden önce bile, sıkıştırdığı havanın giderek artan basıncı, merminin arkasında bulunan toz gazların sürekli azalan basıncını aşacak ve bunun sonucunda da ortaya çıkabilecektir. mermi hala namludayken yavaşlayacaktı.
Silahın üzerindeki havanın direnciyle durum daha da kötüleşiyor. Doğru, mermi namluyu terk ettiği andan itibaren hızla azalacak ve ilk saniyenin sonunda başlangıç ​​​​değerinin sadece 1 / 5'i olacaktır. Ancak aynı zamanda 11.200 m / s'lik bir mermi kalkış hızı ve p \u003d 1/6 şekil katsayısı ile hava direnci yaklaşık 230 olacaktır. Sonuç olarak Barbican içi boş alüminyum mermisi şuna benzetilebilir: sabun köpüğü fırtınaya karşı bilardo sopasıyla itildi.
Neyse ki, üstesinden gelmek için 14 milyar kgm'ye kadar ihtiyaç duyduğumuz bu direnç (silahın namlusunda bir hava sütunu), atıştan hemen önce silahtan havayı dışarı pompalamayı tahmin edersek önlenebilir. Ancak o zaman elbette namlu ağzı açıklığına hafif ama aynı zamanda atmosferin dış basıncının onu ezmesini önleyecek kadar güçlü bir kapak sağlamalıyız. Daha sonra namlu ağzı açıklığından azaltılmamış bir hızla uçan çekirdek, bu kapağı içeriden kesinlikle kolayca kırabilir ve üzerine yalnızca birkaç on kilogram metre harcayabilir.
Ayrıca, böyle bir mermi hiçbir durumda dünya atmosferinin tüm kalınlığına nüfuz edemez, çünkü bunun için 10.000 kg / 57.256 cm2 = 175 g/cm2'lik enine yükü tamamen yetersizdir. Ancak 11.200 m/sn hızla ilerleyen bu mermi, ağırlığının 1 kg'ı başına 6,4 milyon kg'lık bir kuvvet elde edecektir. Ancak aynı zamanda kesitinin 1 cm2'si için yalnızca 1,12 milyon kgm'lik bir kinetik enerji elde edecektir, yani. iki tanesi bunun %60'ı kinetik enerji Parabolik hızın korunması koşuluyla, bunun yalnızca hava direnci tarafından absorbe edilmesi gerekir. Buradan, Cannon Club'ın meşhur mermisinin, eğer topun namlusunda şerefsiz bir şekilde bitmemiş olsaydı, uçuşunun ilk saniyesinde havada "sıkışıp kalacağı" açıktır. Bu mermi, Ay'a ulaşmak şöyle dursun, erimemiş olsa bile, aslında Dünya üzerinde gülünç derecede kısa bir kavis çizebilirdi. Jules Berne romanında bu tür bir itirazda bulunur, ancak bunu daha fazla geliştirmez. Görünüşe göre bununla yeterince bilgili okuyucularına Barbican Columbiad'ın gerçekte neden imkansız olduğunu bildiğini ima etmek istiyordu.
Duvarlarının önemsiz gücü nedeniyle, bu mermi, silahın namlusunda bile, kendisine arkadan baskı yapan toz gazların muazzam basıncı ve içinde bulunan hava sütununun güçlü direnci nedeniyle bir kek halinde ezilirdi. önündeki namlu. Sonuç olarak namludan uçamaması bile mümkündür. Bu son olasılık göz önünde bulundurulmalıdır çünkü Barbicane kılavuz halkalardan hiç bahsetmemektedir; bu durumda bu halkalar yivli olmasından ziyade alüminyumun uzayabilirliği nedeniyle gereklidir. Bu tür halkaların otomobil motorlarımızın piston segmanlarının rolünü oynaması gerekir. Barbicane, alüminyumun dökme demirin üç katı genleşme katsayısına sahip olduğu gerçeğini gözden kaçırdı.
Modern balistik açısından bakıldığında, her şeyden önce, hava direncini dikkate alarak, izin verilen bir enine yük ile belirli bir kalibre için delikten çıkarken gerekli hızı ve belirli bir şekil için hesaplamak gerekir. mermi. Bu durumda yelpaze gibi birbirinden ayrılan iki eğri ailesi elde ederiz. Her iki ailenin eğrilerinin bir kısmı birbiriyle kesişiyor, diğer kısmı ise kesişmiyor. İlk kısmın kesişme noktaları, delikten sonlu çıkış hızlarında ortaya çıkan problemin çözümünü bize sunmaktadır. Eğrilerin ikinci kısmı, karşılık gelen enine yük ve merminin şekli için, fazla kinetik enerjinin (dünyanın yerçekimi alanının geriliminin üzerinde) etkisi altında merminin hareket edebileceği keyfi yüksek bir hızın olmadığını gösterir. ona verilen, karşılık gelen hava direncinin üstesinden gelebilir. En iyi çözümler Tablo 1'de karşılaştırılmıştır. Yan yük 2,0 kg/cm2 1,5 kg/cm2 1,0 kg/cm2 0,75 kg/cm2 0,5 kg/cm2 0,33 kg/cm2 Kalkış hızı V km/ sn km/sn km/sn km/sn km/sn km/sn Şekil faktörü için p=1/2 14,65 16,80 27,70 - - - Şekil faktörü için p=1/3 13,15 13,95 16,75 21,90 - - Şekil faktörü için p=1/6 12,05 12,40 13,15 14,10 16,85 27,50 Şekil için faktör p=1/12 11,55 11,57 12, 06 12,55 13,15 14,65 Kalibre 30 cm kalkış hızı için - 1 060,35 706,90 353,45 - - p=1/6 için kalkış anındaki kinetik enerji, 1 başına ton-metre cm2 - 8 309 400 6 230 700 5 120 400
b) Modern balistik açısından aya ateş etme sorunu
Ancak amaçlanan amaç için ihtiyaç duyulan silahın teorik hesaplamasını yapmak çok kolaydır. Merminin delikten ayrıldığı andaki kinetik enerjisinin 8.646.500 kgm / cm2'ye eşit değerine dayanarak ve ortalama 6.000 atm toz gaz basıncı varsayılarak, gerekli 1.441 m namlu uzunluğunu elde ederiz. Namlu uzunluğu 216 m olan yeni bir silah için tam olarak 40.000 atm toz gaz basıncı kullanmamız gerekecekti. Uzun menzilli silahların yapımında kazanılan deneyime uygun olarak, merminin namludan en yüksek çıkış hızlarının 150 kalibrelik namlu uzunluğunda elde edildiğini varsayarak, şu sonuca varıyoruz: Aya fırlatılan bir mermi için 144 cm'lik bir kalibre yeterli olacaktır Eğer özellikle pürüzsüz bir namlu ile uzunluğunu 208 kalibreye çıkarabilirsek, o zaman tam olarak 1 m'lik bir kalibre bu amaç için yeterli olacaktır. bizim tarafımızdan sürdürülen en iyi çeşitler namlu imalatına uygun çelik.
Buradan, örneğin teknik açıdan mümkün olan 1 kg/cm2'lik bir enine yükte, delikten çıkışta 13.150 m/s'lik bir hızın (vakumda 11.182 m/s yerine) fırlatma için yeterli olacağını görüyoruz. aya doğru şekil faktörü p = 1/6 olan bir mermi. Bu hıza ulaşmak yalnızca enine yüke ve form faktörüne bağlıdır, kalibreye bağlı değildir. Bütün soru, merminin delikten çıktığında bu hızı söylemenin mümkün olup olmadığıyla ilgili. Bu sorunun cevabı ancak hesaplanarak verilebilir.

Böylece sonucun olumsuz olduğunu görüyoruz. Yani modern teknik imkanlarımızın yardımıyla toptan aya mermi gönderme ihtimali tamamen ortadan kaldırılmıştır. Ancak bu özellikle üzülmemeli, çünkü eğer mümkün olsaydı, Jules Verpe'nin tanımladığı gibi, böyle bir mermiyle insanlar asla uydumuza yolculuk yapamazlardı. Bunun nedeni, atış anındaki ivmenin 300.000 m/s'yi aşması gerekmesidir.Bu değer, bir insanın anında ezilme riski olmadan en iyi ihtimalle dayanabileceği ivmenin yaklaşık 1.000 katıdır. . Ve birkaç milyon rubleye mal olacak şekilde dünya uzayına yolcu olmadan bir top mermisi göndermek pek mantıklı olmaz. Gerçekten uzayda dolaşan milyarlarca demir-nikel göktaşının sayısını tek bir çelik mermiyle arttırmanın ne faydası olurdu?