I.Strezhnev - Artillery Pieces with Segmented Kinetics  (1944-48).  © EagleBear.net,  2008.


Физические основы орудий кратного действия

Прежде всего необходимо выяснить, есть ли физическая возможность со­общить снаряду начальную скорость порядка, скажем, 5000 м/сек ?

Как известно, артиллерийское орудие является обыкновенной термоди­намической машиной, в которой при сгорании горючих веществ их потенци­альная энергия превращается в кинетическую, а последняя, в свою очередь, передается потребителю: снаряду - в артиллерийских орудиях, поршню - в мо­торах и паровых машинах, турбине - в паровых и газотурбинных двигателях. От того, сколько мы введем горючего вещества в единицу времени в эту машину, будет зависеть величина освобождающейся в момент сгорания кинетической энергии, а отсюда и величина передачи ее потребителю. Чем больше сгорит го­рючего в термодинамической машине в единицу времени, тем больше освобо­дится кинетической энергии и тем больше примет энергии потребитель - сна­ряд, поршень, турбина. Значит для того, чтобы сообщить снаряду необходимую величину энергии, а отсюда и необходимую величину скорости (положим, раз в 5-7 больше, чем у существующих артиллерийских орудий) необходимо создать такую термодинамическую машину, такую артиллерийскую систему, в которой можно будет сжечь в единицу времени раз в 5-7 больше пороха, чем в современ­ном орудии. Эти простые логические рассуждения убедительно говорят за то, что есть физическая возможность сообщить артиллерийскому снаряду ско­рость, в несколько раз превышающую скорость, достигнутую в современных ар­тиллерийских орудиях.

В разделе "Предел скорости артиллерийских снарядов" мы нашли, что в современных артиллерийских орудиях сколько-нибудь значительное увеличе­ние скорости снаряда невозможно. Поэтому для того, чтобы сообщить снаряду скорость порядка 5000 м/сек мы должны создать принципиально новую артил­лерийскую систему. Для того чтобы определить путь, по которому мы должны идти к созданию этих, принципиально новых артиллерийских орудий и уяснить их физическую сущность, приведу такой пример.

Пусть платформу 'А', на которой покоится тело 'С' (фиг.7а), толкают люди. Сила действия их на платформу выражается вектором 'a'. Мы знаем, что скорость движения человека ограничена и равна примерно 10 км/час. Эта ско­рость является предельной скоростью движения человека. Предположим, что платформу сначала толкает со всей своей силой один человек. В результате это­го платформа будет двигаться с какой-то небольшой скоростью. Затем приба­вим еще одного человека. Платформа в этом случае будет двигаться несколько быстрее. Увеличивая таким образом количество людей, толкающих платформу, мы будем увеличивать скорость платформы с покоящимся на ней телом 'C'. Предположим теперь, что 20 человек смогут придать платформе скорость в 10 км/час, которая в свою очередь является и предельной скоростью движения для самих людей. Следовательно, дальнейшее увеличение числа людей бесполезно. Мы можем увеличивать число людей до 50, до 100, до 1000, а скорость плат­формы останется неизменной и равной 10 км/час, т.к. сами люди не могут дви­гаться быстрее 10-ти км/час. Стало быть скорость в 10 км/час является предель­ной скоростью для платформы, которая обусловлена скоростью движе­ния лю­дей.

Теперь возьмём обыкновенное артиллерийское орудие и сравним его с приведенным примером. Молекулы пороховых газов, как и люди в приведен­ном примере, двигаются в стволе с ограниченной скоростью , величина которой обусловлена максимально допустимой температурой, давлением газа и степе­нью его расширения (см. раздел "Предел скорости артиллерийских снаря­дов"). Увеличивая величину заряда, оставляя при этом неизменными макси­мальную температуру и давление, а также степень расширения газа в стволе (их неизменность обусловит постоянство скорости движения газа в стволе) мы бу­дем увеличивать скорость движения снаряда и приближать ее к скорости дви­жения газа в стволе орудия, также как и в приведённом примере с платформой. Дальнейшее увеличение величины заряда свыше той, которая сообщит снаряду предельную (критическую) скорость, также бесполезно, как бесполезно увели­чение числа людей свыше 20-ти в примере с платформой.

Спрашивается теперь, как же найти выход из этого положения? Как сооб­щить телу 'C' в примере с платформой скорость большую, чем скорость движе­ния людей, и как сообщить артиллерийскому снаряду в артиллерийских оруди­ях скорость большую, чем скорость движения пороховых газов?

Для примера с платформой есть единственная возможность - сделать двойную платформу ( фиг.7б). На платформу 'A', которую двигает сила людей 'a' поставить вторую платформу 'B', которую будет двигать сила людей 'b'. Нетруд­но понять, что в данном случае тело 'C' может двигаться относительно Земли с предельной скоростью не 10 км/час, а 20 км/час. Эта скорость является слож­ной скоростью, она будет складываться из переносной скорости платформы 'A' относительно Земли и относительной скорости платформы 'B' относительно платформы 'A'.

Для артиллерийского орудия имеется также единственная возможность - это сделать двойное, тройное и т.д. орудие, т.е. чтобы орудие стреляло не сразу снарядом, а орудием, которое уже стреляет снарядом. Назовем такие орудия кратными орудиями. В данном случае, как и в примере с платформой, при дву­кратном заряде предельная скорость снаряда будет в два раза больше предель­ной скорости при одинарном заряде, при 3х-кратном заряде - в три раза больше и т.д. Поэтому, применяя идею кратных зарядов, мы можем увеличить предель­ную скорость снаряда и скорость снаряда по сравнению с существующими ору­диями в кратное число раз, равное кратности (т.е. числу) зарядов. Значит у нас есть и физическая и техническая возможность создать такую термодинамиче­скую машину, такую артиллерийскую систему, которая сможет сообщить снаря­ду скорость теоретически любой величины. Эта термодинамическая машина должна представлять из себя кратные артиллерийские орудия.

Остается теперь разрешить техническую проблему артиллерийских ору­дий кратного действия. Решение этой проблемы я и поставил перед собой и по­сле восьмилетних трудов нашел довольно простое ее решение в виде артилле­рийских орудий кратного действия с одновременным взрывом всех зарядов.

<<<    И.Стрежнев - Артиллерийские орудия кратного действия   >>>


I.Strezhnev - Artillery Pieces with Segmented Kinetics  (1944-48). 
© EagleBear.net,  2008.