Конструктивное оформление
артиллерийских орудий кратного действия
с одновременным взрывом зарядов

Из вышеизложенного нетрудно понять, что в основу артиллерийских орудий кратного действия положены два закона физики и механики - закон сохранения энергии физики и закон сложного движения механики. Под артил­лерийскими орудиями кратного (двукратного, 3х-кратного и большего) дей­ствия подразумеваются такие орудия, в которых выталкивающий заряд взрыв­чатого вещества состоит из двух, трех и больше зарядов, изолированных друг от друга. Изолирование зарядов друг от друга производится стаканами, способны­ми перемещаться в стволе.

От существующих орудий орудия кратного действия отличаются конструкцией самого выстрела. Поэтому конструктивных нововведений в них очень немного. На фиг.8 приведена конструктивная схема выстрела двукратно­го действия.

Заряд пороха здесь состоит из двух изолированных друг от друга зарядов - заряда 'I' и заряда 'II'. Заряд 'I' помещен в стакан '1', в задней части которого находится взрыватель '3' и ведущий поясок '2'. Заряд 'I' примыкает к снаряду '5' с ведущим пояском '4' и действует на него таким образом непосредственно. За­ряд 'II' помещен в гильзе '6' с взрывателем '7', который соединительной трубкой '8' соединен с капсюлем '9'. Капсюль '9' через соединительную трубку произво­дит одновременный запал взрывателей '3' и '7'.

При одновременном взрыве зарядов и одинаковой скорости нарастания давления в зарядах стаканы практически будут испытывать очень незначитель­ную нагрузку (о чем будет сказано ниже), поэтому их можно изготовлять легки­ми и тонкостенными наподобие гильз. Облегчение стаканов очень важно в том смысле, что на своё движение они поглощают соответствующую часть энергии заряда. Поэтому уменьшением веса стаканов мы будем уменьшать потери энер­гии заряда на движение этих стаканов. В данном случае большой интерес пред­ставляет изготовление стаканов из материала, который может сгорать в стволе, оставив металлическими дно стакана и часть его стенки с ведущим пояском для обеспечения обтюрации и направления движения стакана в стволе.

Для устранения трения, которое может возникнуть между стенками ста­кана и стенками ствола вследствие большого давления газов, стаканы следует изготовлять согласно фиг.9.

На стакане по всей длине боковой стенки прорезаны окна, а остальная часть стенки изогнута по дуге с радиусом 'r'. Радиус изгиба 'r' всегда можно подобрать таким, что сила давления газа по направлению 'a' и сила давления газа по направлению 'b' будут одинаковы, и поэтому трение между стволом и стаканом будет очень незначительным. Направление движения торцевой стен­ки стакана в стволе будет также обеспечено.

Для более мощных орудий как снаряд, так и стаканы целесообразно при­менять с готовыми выступами на ведущих поясках. Поэтому для таких орудий стаканы следует изготовлять согласно фиг.10. Здесь четыре направляющие лап­ки, соединенные вверху кольцом, одновременно будут направлять движение стаканов в стволе и ограничивать его положение, упираясь в предыдущий ста­кан или снаряд, сохраняя тем самым установленный заснарядный объем для заряда. Потребность в заклинивающих ведущих поясках в данном случае отпа­дает.

Действие заряда 'II' на снаряд будет передаваться через посредство сдавливания газа в заряде 'I' стаканом '1', двигающимся в канале ствола. Стакан '1' снабжен ведущим пояском '2', а снаряд '5' - ведущим пояском '4'. Назначение этих пояс­ков тоже, что и у обыкновенных снарядов, а именно вести снаряд и стакан по нарезам ствола и предотвращать прорыв газов из одного заряда в другой и в предснарядное пространство.

Изготовление этих поясков следует производить согласно фиг.11 (закли­нивающий ведущий поясок). Конструкция его такова. На задке стакана или сна­ряда вытачивается конусный паз '2'. На шейке стакана '3', соприкасающейся с пазом, делается прилив из красной меди '4'. Шейка стакана с приливом обжи­мается или завальцoвывается по пазу, с тем чтобы металл прилива заполнил паз. Во время выстрела прилив будет скользить по конической поверхности паза и, расширяясь при этом, врежется в нарезы ствола. В определенный мо­мент, когда прилив врежется в нарезы ствола на полную глубину, шейка стака­на под действием растягивающего усилия обрывается по специально сделанно­му надрезу '5' вблизи прилива. Для предотвращения проворачивания ведущего пояска (прилива) на поверхности паза необходимо сделать нарезы, лучше всего спиральные с таким же углом спирали, что и нарезы ствола орудия. Во время движения стакана или снаряда в стволе усилие, действующее на поясок будет перемещать последний по нарезам конической поверхности паза. В результате этого поясок будет расширяться и прижиматься к стенкам ствола. Обтюрация такого пояска, я думаю, будет лучше, чем у существующих поясков.

В орудиях кратного действия движение снаряда является сложным. Так для двукратного орудия стакан '1' с зарядом 'I' и снарядом '5' можно назвать фиктивным снарядом, который будет двигаться под действием заряда 'II'. Этот фиктивный снаряд для фактического снаряда будет являться переносной средой, его движение и скорость будут переносными. Движение и скорость фак­тического снаряда относительно фиктивного снаряда будут относительными. Абсолютная скорость и абсолютное количество движения фактического снаря­да относительно орудия, на основе законов сложного движения механики в ар­тиллерийских орудиях кратного действия, будет представлять сумму перенос­ной и относительной скорости и количества движения. Абсолютная скорость снаряда в двукратном орудии будет состоять из переносной скорости стакана '1' относительно орудия и относительной скорости снаряда относительно стакана '1'.

где:

- абсолютная скорость снаряда относительно орудия;
- переносная скорость фиктивного снаряда;
- относительная скорость снаряда.

Аналогично, абсолютная скорость снаряда в трехкратном орудии будет состоять из переносной скорости стакана '2', переносной скорости стакана '1' и относи­тельной скорости снаряда относительно стакана '1' (см. фиг.12)

где:

- переносная скорость второго фиктивного снаряда.

Для орудий двукратного действия скорость движения первых слоёв газа заряда 'II' будет являться пределом скорости фиктивного снаряда. Скорость сво­бодного движения первых слоёв газа заряда 'I' будет являться пределом скоро­сти движения фактического снаряда относительно фиктивного снаряда. Значит полный предел скорости снаряда относительно двукратного орудия будет равен сумме пределов скорости фиктивного и реального снарядов. Поскольку ско­рость свободного движения первых слоев газа зависит от температуры и степени расширения, которые в равной степени могут быть установлены для всех зарядов в кратном орудии, то предел скорости снаряда в двукратном ору­дии будет в два раза больше, чем в обыкновенном, в 3х-кратном орудии - в три раза больше и т.д.

Соотношения между весом фиктивного снаряда и весом заряда 'II' в дву­кратном орудии, а также условия заряжания этого заряда, могут быть всегда подобраны такими, что скорость фиктивного снаряда достигнет скорости сна­рядов для обыкновенных однократных орудий. Аналогично, соотношение меж­ду весом фактического снаряда и весом заряда 'I', а также условия заряжания этого заряда могут быть установлены тоже такими, что скорость снаряда до­стигнет величины, равной скорости в современных орудиях. Поэтому скорость снаряда в орудиях двукратного действия, при увеличении общего веса заряда немного больше чем в два раза по сравнению с весом снаряда в обыкновенном однократном орудии, может быть достигнута в два раза большая, чем в одно­кратном орудии. Соответственно, скорость снаряда в орудиях 3х-кратного дей­ствия при увеличении общего заряда в три раза по величине по сравнению с од­нократным орудием, может быть достигнута приблизительно в три раза большая, чем в обыкновенных однократных орудиях.

Значит в орудиях кратного действия мы теоретически имеем неограни­ченную возможность увеличения начальной скорости снаряда.