Что лучше: трубка или лента!?

Что лучше: трубка или лента!?

Нам нужно не только, чтобы газы давили на снаряд в стволе все время; нужно еще, чтобы газы давили все время, по возможности, с одинаковой силой.

Казалось бы, для этого достаточно получить равномерный приток газов: тогда и давление будет держаться все время на одном уровне.

На самом деле это неверно.

Чтобы давление оставалось постоянным или, по крайней мере, не резко изменялось по величине, пока снаряд не вылетел еще из ствола, должны прибывать – вовсе не одинаковые, а, наоборот, все большие и большие порции пороховых газов.

Каждую следующую тысячную долю секунды приток газов должен возрастать.

Ведь снаряд движется в стволе все скорее и скорее. И свободное место в стволе – заснарядное пространство, где образуются газы, – растет все быстрее и быстрее. И, значит, чтобы заполнить это растущее пространство, порох должен давать с каждой долей секунды все больше и больше газов.

Но получить непрерывно возрастающий приток газов совсем не легко.

В чем тут трудность, поймет каждый, кто взглянет на рисунок 53.

Здесь изображено цилиндрическое зерно пороха: слева – в начале горения, в середине – спустя несколько тысячных секунды, справа – в конце горения.

Вы видите: горит только поверхностный слой зерна, и именно он превращается в газы.

В начале зерно – большое, поверхность его велика, и, значит, сразу выделяется много пороховых газов.

Но вот зерно наполовину сгорело: оно стало меньше, поверхность его уменьшилась, а значит, и газов выделяется теперь уже меньше.

А в конце горения поверхность совсем мала, и образование газов ничтожно.

То, что происходит с этим пороховым зерном, произойдет и со всеми остальными зернами заряда.

Выходит так, что чем дольше будет гореть пороховой заряд из таких зерен, тем меньше будет прибывать газов. А значит, и давление на снаряд будет ослабевать.

Но такое горение нас, конечно, совсем не устраивает.

Нам нужно, чтобы приток газов не убывал, а возрастал. Для этого поверхность горения зерен должна не уменьшаться, а увеличиваться.

Это зависит от формы зерен заряда.

На рисунках 53, 54, 55 и 56 представлены различные зерна пороха, применяемые в артиллерии.

Рис. 53. Цилиндрическое зерно пороха: поверхность его горения резко уменьшается

Рис. 54. Лента пороха: поверхность ее горения уменьшается незначительно

Рис. 55. «Макаронный» порох: поверхность его горения почти не уменьшается

Рис. 56. Зерно пороха с семью каналами: поверхность его горения увеличивается до момента распада верна

Рис. 57. Трубчатый «бронированный» порох: поверхность его горения непрерывно увеличивается

Все эти зерна сделаны из однородного плотного бездымного пороха; разница только в размерах и форме зерен.

Какая же форма самая лучшая? При какой форме зерна мы получим не убывающий, а наоборот, возрастающий приток газов?

Цилиндрическое зерно, как мы только что видели, удовлетворить нас не может.

Оказывается, далеко не удовлетворительно и зерно ленточной формы: как видно из рисунка 54, его поверхность будет тоже уменьшаться при горении, хотя и не так быстро, как поверхность цилиндрического зерна.

Значительно лучше трубчатая форма. – «макаронный порох» (рис. 55).

При горении зерен такого пороха их общая поверхность почти не будет изменяться, так как трубка будет гореть одновременно изнутри и снаружи. Насколько уменьшится поверхность трубки снаружи, настолько же за это время она увеличится изнутри.

Правда, трубка будет гореть еще с концов, и длина трубки будет уменьшаться. Но этим уменьшением вполне можно пренебречь, так как длина макаронного пороха во много раз больше его толщины.

Значит, можно считать, что изменения величины горящей поверхности здесь почти не произойдет. Это будет тем ближе к истине, чем длиннее зерно. Это уже лучше, чем убывающий приток газов. Новее же этого еще не достаточно: нужен возрастающий приток.

Возьмем цилиндрический порох с несколькими продольными каналами внутри каждого зерна (рис. 56).

Снаружи поверхность цилиндрика будет при горении уменьшаться.

А так как каналов несколько, то внутренняя поверхность будет увеличиваться быстрее, чем уменьшается наружная.

Стало быть, общая поверхность горения будет возрастать. А это значит, что приток газов будет увеличиваться. Давление, как будто, не должно падать.

На самом деле это не так. И этот порох не дает увеличивающихся порций газа до конца своего горения.

Посмотрим на рисунок 56. Когда стенка зерна прогорит, оно непременно распадется на несколько кусков. А поверхность этих кусков по мере горения неизбежно будет уменьшаться, и давление резко упадет.

Выходит, что и при этой форме нам не получить постоянного увеличения притока газов по мере горения.

Приток газов будет увеличиваться только до распада зерен.

Возьмем опять макаронный порох. Но на этот раз покроем наружную поверхность каждого зерна таким составом, который сделал бы ее негорючей (рис. 57).

Тогда все зерна будут гореть только изнутри, по внутренней поверхности, которая при горении увеличивается.

Это означает, что мы будем иметь все увеличивающуюся и увеличивающуюся поверхность. Значит, с самого начала горения и до самого конца приток газов будет увеличиваться.

Здесь никакого распада быть не может.

Этот порох называется «бронированным». Его наружная поверхность как бы забронирована от воспламенения.

До некоторой степени это может быть осуществлено, например, с помощью камфары, понижающей горючесть пороха. Вообще же бронирование пороха – дело очень не легкое, и полного успеха здесь еще не достигнуто.

При горении бронированного пороха уже можно добиться постоянного давления.

Такое горение, при котором приток газов увеличивается, называется прогрессивным, а горящие так пороха – прогрессивными.

Из приведенных нами порохов до конца прогрессивным является лишь бронированный порох.

Однако это отнюдь не умаляет достоинств применяемых ныне цилиндрических порохов с несколькими каналами. Нужно лишь * умело подбирать их состав и размеры зерен.

Можно добиться прогрессивного горения и другим способом.

Если мы какими-нибудь путями сможем по мере горения получить увеличение его скорости, то и тогда мы тоже получим прогрессивное горение.

Таким образом, имеет значение не только форма, но и состав и скорость горения зерен пороха.

Подбор их – один из основных рычагов нашего управления процессом горения и распределения давления в канале ствола артиллерийского орудия.

Выбор зерен соответствующего размера, состава и формы позволяет избежать резкого скачка давления, более равномерна распределить его в стволе, позволяет нам выбросить снаряд с наибольшей скоростью и с наименьшим вредом для орудия.