КАКАЯ ФОРМА ПОРОХА ЛУЧШЕ?

Недостаточно, чтобы при выстреле газы давили на снаряд в стволе все время; нужно еще, чтобы они давили, по возможности, с одинаковой силой.

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

На самом деле это неверно.

Чтобы давление было более или менее постоянным, пока снаряд еще не вылетел из ствола, должны поступать не одинаковые, а все большие и большие порции пороховых газов.

Каждую следующую тысячную долю секунды приток газов должен возрастать.

Ведь снаряд движется в стволе все быстрее и быстрее. И заснарядное пространство, где образуются газы, также увеличивается. Значит, чтобы заполнить это все увеличивающееся 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, вы поймете, взглянув на рис. 75.

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.

Вначале зерно большое, поверхность его велика, и, значит, сразу Выделяется много пороховых газов.

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

В конце горения поверхность уменьшается до предела, и образование газов становится ничтожным.

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

Выходит, что чем дольше горит пороховой заряд из таких зерен, тем меньше прибывает газов.

Давление на снаряд ослабевает.

Такое горение нас совсем не устраивает. Нужно, чтобы приток газов не убывал, а возрастал. Для этого поверхность горения зерен должна не уменьшаться, а увеличиваться. А этого можно добиться только в том случае, если будет выбрана соответствующая форма пороховых зерен заряда.

На рис. 75, 76, 77 и 78 показаны различные зерна пороха, применяемые в артиллерии.

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

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

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

Не удовлетворяет нас и зерно ленточной формы: как видно из рис. 76, его поверхность тоже уменьшается при горении, хотя и не так быстро, как поверхность цилиндрического зерна.

Значительно лучше трубчатая форма (рис. 77).

При горении зерна такого пороха его общая поверхность почти не изменяется, так как трубка горит одновременно изнутри и снаружи. Насколько уменьшится поверхность трубки снаружи, настолько же за это время она увеличится изнутри.

Правда, трубка горит еще с концов, и длина ее уменьшается. Но этим уменьшением можно пренебречь, так-как длина пороховых «макарон» во много раз больше их толщины.

Значит, можно считать, что изменения величины горящей поверхности здесь почти не происходит. Горение трубчатого пороха дает почти равномерный приток газов. Но этого еще недостаточно: нужен возрастающий приток.

Возьмем цилиндрический порох с несколькими продольными каналами внутри каждого зерна (рис. 78).

Снаружи поверхность цилиндрика при горении уменьшается.

А так как каналов несколько, то увеличение внутренней поверхности происходит быстрее, чем уменьшение наружной.

Стало быть, общая поверхность горения возрастает. А это означает, что приток газов увеличивается. Давление как будто не должно падать.

На самом деле это не так.

Посмотрим на рис. 78. Когда стенка зерна прогорит, оно распадется на несколько кусков. Поверхность этих кусков по мере горения неизбежно уменьшается, и давление резко падает.

Выходит, что и при этой форме зерна мы не получим постоянного увеличения притока газов по мере горения.

Приток газов будет увеличиваться только до распада зерен.

Вернемся к трубчатому, «макаронному» пороху. Покроем наружную поверхность зерна таким составом, который сделал бы ее негорючей (рис. 79).

Тогда зерна будут гореть только изнутри, по внутренней поверхности, которая при горении увеличивается. Значит, и приток газов будет увеличиваться с самого начала горения и до конца.

Здесь распада зерен не может быть.

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

До некоторой степени это можно осуществить, например, с помощью камфоры, понижающей горючесть пороха. Вообще же бронирование пороха — дело нелегкое, и полного успеха здесь еще не достигнуто.

При горении бронированного пороха можно добиться постоянного давления в канале ствола орудия.

Горение, при котором приток газов увеличивается, называется прогрессивным, а горящие таким образом пороха — прогрессивными.

Из рассмотренных нами порохов действительно прогрессивным является только 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 путем, например путем постепенного увеличения скорости горения пороха.

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

Подбирая их, мы управляем процессом горения и распределением давления в канале ствола артиллерийского орудия.

При выборе зерен соответствующего размера, состава и формы можно избежать резкого скачка давления и более равномерно распределить давление в стволе; при этом снаряд будет вылетать из ствола с наибольшей скоростью и с наименьшим вредом для орудия.

Правильно подобрать состав, форму и размеры зерен нелегко. Эти вопросы рассматриваются в специальных разделах артиллерийской науки: в теории взрывчатых веществ и внутренней баллистике.

Исследованием горения порохов занимались великие сыны нашей Родины — ученые М. В. Ломоносов и Д. И. Менделеев.

Ценный вклад в это дело внесли наши соотечественники А. В. Гадолин, Н. В. Маиевский и др. (о чем уже говорилось в главе первой).

Советская артиллерия располагает первоклассными порохами, в разработке которых большие заслуга принадлежат Артиллерийской академии им. Ф. Э, Дзержинского,