КАКОВА ЖЕ ЭНЕРГИЯ ПОРОХА?

При выстреле часть энергии, заключенной в заряде пороха, переходит в энергию движения снаряда.

Пока заряд еще не зажжен, он обладает потенциальной или скрытой энергией. Ее можно сравнить с энергией воды, стоящей на высоком уровне у шлюзов мельницы, когда они закрыты. Вода спокойна, колеса неподвижны (рис. 39).

Но. вот мы воспламенили заряд. Происходит взрывчатое превращение — энергия освобождается. Порох превращается в сильно нагретые газы. Таким образом, химическая энергия пороха превращается в механическую, то-есть в энергию движения газовых частиц. Это движение частиц создает давление пороховых газов, которое, в свою очередь, вызывает движение снаряда: энергия пороха превратилась в энергию движения снаряда.

Мы как бы открыли шлюзы. Бурный поток воды ринулся с высоты и быстро завертел лопасти водяного колеса (см. рис. 39).

Какое же количество энергии заключено в заряде пороха, например в полном заряде 76-миллиметровой пушки?

Это легко подсчитать. Полный заряд пироксилинового пороха 76-миллиметровой пушки весит 1,08 килограмма. Каждый килограмм такого пороха выделяет при сгорании 765 больших калорий тепла. Каждая большая калория, как известно, соответствует 427 килограммометрам механической энергии.

Таким образом, энергия, заключенная в полном заряде 76-миллиметровой пушки, равна: 1,08 × 765 × 427 = 352 000 килограммометров.

А что такое килограммометр? Это работа, которую надо затратить для того, чтобы поднять один килограмм на высоту в один метр (рис. 40).

Однако далеко не вся энергия пороха уходит на выталкивание снаряда из орудия, то-есть на полезную работу. Большая часть энергии пороха пропадает: около 40% энергии совершенно не используется, так как часть газов бесполезно выбрасывается из ствола вслед за вылетевшим снарядом, около 22% расходуется на нагревание ствола, около 5% уходит на отдачу и движение газов.

Если учесть все потери, окажется, что только одна треть, или 33%, энергии заряда идет на полезную работу.

Это не так уж мало. Орудие как машина обладает довольно высоким коэфициентом полезного действия. В самых совершенных двигателях внутреннего сгорания на полезную работу затрачивается не более 40% всей тепловой энергии, а в паровых машинах, например в паровозах, — не более 20%.

Итак, на полезную работу в 76-миллиметровой пушке тратится 33% от 352 000 килограммометров, то-есть около 117 000 килограммометров.

И вся эта энергия выделяется всего лишь в 6 тысячных долей секунды!

Простой расчет показывает, что мощность орудия составляет более 260 000 лошадиных сил. А что такое «лошадиная сила», видно из рис. 41.

Если бы люди могли произвести такую работу в столь же короткий срок, потребовалось бы примерно полмиллиона человек. Вот какова мощность выстрела даже небольшой пушки!