Назначение порохового заряда. Артиллерия

Основным элементом всех зарядов является определенная навеска пороха. Кроме того, в их состав вводится ряд специальных элементов, необходимых для выполнения тактико-технических и эксплуатационных требований. Наличие тех или иных дополнительных элементов обусловлено типом оружия.

В общем случае заряд может содержать следующие элементы:

• навеску пороха;
• дополнительный воспламенитель;
• вспомогательные элементы специального назначения - пламегаситель, размеднитель и др.;
• обтюрирующее (уплотняющее) устройство.

Навеска пороха. Порох - источник энергии и газообразного рабочего тела, обеспечивающий необходимый метательный эффект (определенную скорость снаряда, допустимое давление пороховых газов в канале ствола).

Форма заряда зависит от формы пороховых элементов, способа и условия заряжания, а также от конструкции камеры. Навеска пороха может помещаться в гильзе россыпью, или в матерчатом мешочке-картузе (при раздельном гильзовом и унитарном заряжании), или только в картузе при безгильзовом картузном заряжании. Материал картузов должен при выстреле сгорать полностью (тлеющие остатки картуза могут преждевременно воспламенить очередной заряд). Этому требованию удовлетворяют, например, ткани из натурального шелка.

В зависимости от задач стрельбы, типа орудия и других условий боевые заряды могут иметь постоянную или изменяемую при стрельбе навеску пороха.

Заряды с неизменяемой навеской называются едиными или постоянными. Заряды с изменяемой навеской называются составными или переменными. Переменные заряды, составленные из разных порохов, называются иногда комбинированными.

Дополнительный воспламенитель применяют для усиления воспламенительного импульса в зарядах в дополнение к основному средству воспламенения - воспламенительной трубке. Дополнительные воспламенители чаще всего готовятся из дымного пороха. Он считается наилучшим для этих целей, поскольку твердые раскаленные частицы в продуктах горения ДРП, оседая на поверхности пороховых элементов, создают на ней много очагов воспламенения, определяющих интенсивное развитие этого процесса. Иногда для дополнительных воспламенителей используют и бысгросгорающие мелкозерненые пористые пироксилиновые пороха.

Практика показывает, что воспламенение пороховых зарядов зависит от массы дополнительного воспламенителя и от его расположения. При увеличении массы воспламенителя возрастает мощность воспламенительного импульса, повышается начальное давление горения заряда и тем самым обеспечивается повышенная скорость и надежность воспламенения заряда. Для этого требуется некоторое оптимальное давление, развиваемое газами воспламенителя, равное 10,0-15,0 МПа. Если мощность воспламенительного импульса недостаточна и давление воспламенителя мало, то воспламенение может не произойти или же получится затяжной «бракованный» выстрел. При давлении воспламенителя р и 0 и уменьшается его среднее отклонение. Масса дополнительного воспламенителя подбирается опытным путем и колеблется в пределах 0,5-2,5% от массы заряда. При небольшой мас-

се порохового заряда сравнительно малой длины дополнительный воспламенитель располагается в основании заряда, т.е. непосредственно над средством воспламенения, в виде плоского мешочка с ДРП (или другими воспламенительными ВВ). Если заряд очень длинный, для надежного воспламенения дополнительный воспламенитель делят на несколько частей, которые располагают в разных частях по длине заряда. Такое размещение частей относительно воспламенителя очень важно в зарядах большой массы из зерненых порохов. Хаотическое, но компактное расположение пороховых элементов в них затрудняет распространение газов воспламенителя по всему заряду и, следовательно, его воспламенение. В таких зарядах дополнительный воспламенитель располагают иногда по оси заряда в трубке с боковыми отверстиями, заполненной ДРП. Дополнительные воспламенители называются стержневыми. Они распространены в зарядах американской артиллерии.

Вспомогательные элементы пороховых зарядов. Для устранения дульного пламени при выстреле, особенно в зенитной артиллерии, к пороховому заряду добавляют пламегаситель (чаще всего KS0 4 или КС1). Его помещают в переменных зарядах между пучками пороха, а в постоянных - сверху заряда по его оси в плоском мешочке или в трубке из миткалевой, шелковой или хлопчатобумажной ткани.

Для уменьшения омеднения канала ствола (налет распыленной меди пояска на нарезах канала ствола), которое изменяет профиль поперечного сечения канала ствола и влияет на движение в нем снаряда, в зарядах применяются специальные добавки - размеднители или противомеднители. Размеднитель представляет собой ленточку или мотки оловянной (свинцовой) проволочки как в чистом виде, так и в виде различных сплавов. Его укладывают сверху заряда или привязывают к картузу в середине заряда. Масса размеднителя около 1% от массы пороха в заряде.

Наряду с пламегасителями и размеднителями, в зарядах для пушек с высокими начальными скоростями снаряда « () для защиты каналов стволов от эрозии под действием потока нагретых до высоких температур и сжатых до больших давлений пороховых газов применяют специальные добавки, повышающие живучесть стволов. Такими добавками являются, например, просальники и флегматизаторы.

Порох, особенно зерненый, не должен перемещаться в гильзе, что может привести к перетиранию пороховых элементов, нарушению закономерности газообразования, изменению давления и повышению рассеивания начальных скоростей снаряда при стрельбе. Для устранения перемещения пороховых элементов в гильзе применяются обтюрирующие устройства в виде картонного кружка, цилиндрика и собственно обтюратора.

На рис. 1.5 -1.8 показано устройство типовых зарядов ствольного оружия.

а б в г д

Рис 1.5. Заряды к выстрелам патронного заряжания:

а - постоянный полный заряд из зерненого пороха; б - постоянный уменьшенный заряд из зерненого пороха; в - постоянный полный заряд из комбинированного пороха; г - уменьшенный постоянный заряд из комбинированного пороха; д - постоянный полный заряд из трубчатого пороха; 1 - зерненый порох; 2 - пучок трубчатого пороха; 3 - воспламенитель; 4 - флегматизатор; 5 - размеднитель; б - пламегаситель обратного пламени; 7 - кружок; 8 - цилиндр; 9 - крышка

Рис. 1.6.

а - постоянный заряд; б, г - полный переменный заряд; в - 1 - нижний пучок; 2 - верхний пучок; 3 - равновесный дополнительный пучок; 4 - основной пакет; 5 - равновесные дополнительные пучки; б - нижние равновесные пучки (4 шт.); 7- верхние равновесные пучки (4 шт.); 8 - воспламенитель; 9 - рифленый флегматизатор; 10 - пламегаситель обратного пламени; 11 - пламегаситель дульного пламени; 12 - размеднитель; 13 - нормальная крышка; 14 - усиленная крышка

Рис. 1.7.

а - полный переменный заряд; 6 - уменьшенный переменный заряд; 1 - пакет; 2 - пучки; 3 - воспламенитель; 4 - тесьма

Рис. 1.8.

а - воспламенительный заряд; б - дополнительный пучок; в - пучок для дальнобойного заряда; г - полный переменный минометный заряд; д - заряд к безоткатному орудию; 1 - бумажная гильза; 2 - капсюль-воспламенитель; 3 - порох марки НБЛ; 4 - порох марки НБП/1; 5 - воспламенитель из дымного пороха; б - картуз; 7- шелковый шнур; 8 - пыжи; 9-дополнительные пучки; 10- воспламенительный заряд из пороха НБЛ; 11 - воспламенительный заряд из дымного пороха

Заряды к безоткатным орудиям, а также дальнобойные заряды к минометам являются постоянными и состоят из воспламенительного заряда и одного дополнительного пучка.

Воспламенительный заряд (рис. 1.8, а) представляет собой навеску дымного пороха (для безоткатных орудий) или пороха марки НБЛ (для минометов), заключенную в бумажную гильзу. Воспламенительные заряды к минометам содержат также первичный воспламенитель из дымного пороха. Размещается воспламенительный заряд в хвостовике мины. Дополнительные пучки (рис. 1.8, б , в) состоят из нитроглицеринового пороха марок НБЛ, НБпл, НБК и картуза из ткани. Дополнительные пучки размещаются вокруг хвостовика мины (рис. 1.8, г, д).

Мы уже говорили, что для зажигания заряда чаще всего применяют капсюль. Взрыв капсюля дает вспышку, короткий луч огня. Заряды современных орудий составляются из довольно крупных зерен бездымного пороха - пороха плотного, с гладкой поверхностью. Если мы попробуем зажечь заряд такого пороха при помощи только одного капсюля, то выстрел вряд ли последует.

Потому же, почему нельзя зажечь спичкой крупные дрова в печке, особенно если поверхность у них гладкая.

Недаром мы обычно разжигаем дрова лучинками. А если вместо дров взять полированные доски и бруски, то даже лучинками разжечь их будет трудно.

Пламя капсюля слишком слабо, чтобы зажечь крупные, гладкие зерна заряда; оно лишь скользнет по гладкой поверхности зерен, но не зажжет их.

А сделать капсюль сильнее, положить в него больше взрывчатого вещества нельзя. Ведь капсюль снаряжается ударным составом, в который входит гремучая ртуть. Взрыв большего количества гремучей ртути может повредить гильзу и вьь звать другие разрушения.

Как же все-таки зажечь заряд? {119}

Воспользуемся «лучинками», то-есть возьмем небольшое количество мелкозернистого пороха. Такой порох легко зажжется от капсюля. Лучше взять дымный порох, так как поверхность его зерен более шероховатая, чем у зерен бездымного пороха, и такое зерно загорится скорее. Кроме того, дымный мелкозернистый порох даже при нормальном давлении горит очень быстро, гораздо быстрее бездымного,

Лепешки из прессованного мелкозернистого пороха помещают за капсюлем, в капсюльной втулке (рис. 71).

Дымный порох располагают, как мы уже видели, и вокруг электрозапала в электрической втулке (см. рис. 56), и в вытяжной трубке (см. рис. 54). А иногда мелкозернистый порох, кроме того, помещают на дне гильзы, в особом мешочке, как это показано на рис. 72. Порция такого мелкозернистого дымного пороха называется воспламенителем.

Образовавшиеся при сгорании воспламенителя газы быстро повышают давление в зарядной каморе. При повышенном давлении скорость воспламенения основного заряда увеличивается. Пламя почти мгновенно охватывает поверхность всех зерен основного заряда, и он быстро сгорает.

В этом основное назначение воспламенителя. Итак, выстрел представляет собой ряд явлений (см. рис. 72). {120}

Боек ударяет по капсюлю.

От удара бойка взрывается ударный состав, и пламя капсюля зажигает воспламенитель (мелкозернистый дымный порох).

Воспламенитель вспыхивает и превращается в газы.

Раскаленные газы проникают в промежутки между зернами основного порохового заряда и воспламеняют его.

Воспламенившиеся зерна порохового заряда начинают гореть и в свою очередь превращаются в сильно нагретые газы, которые с огромной силой толкают снаряд. Снаряд движется по каналу ствола и вылетает из него.

Вот сколько событий происходит меньше чем за сотую долю секунды!

КАК ГОРЯТ ЗЕРНА ПОРОХА В ОРУДИИ

Почему нельзя сделать весь пороховой заряд из мелкого пороха?

Казалось бы, в этом случае не потребовалось бы никакого специального воспламенителя.

Почему же основной заряд всегда составляется из более крупных зерен?

Потому что мелкие зерна пороха, так же как и мелкие поленья, сгорают очень быстро.

Заряд мгновенно сгорит и превратится в газы. Сразу получится весьма большое количество газов, и в каморе создастся очень высокое давление, под действием которого снаряд начнет стремительно двигаться по каналу ствола.

В начале движения получится очень высокое давление, а к концу оно резко упадет (рис. 73).

Очень резкое повышение давления газов, которое создастся в первый момент, причинит большой вред металлу ствола, сильно сократит «жизнь» орудия и может стать причиной его разрыва.

В то же время ускорение снаряда в конце движения его по стволу будет ничтожным.

Поэтому для заряда и не берут очень мелких зерен.

Но и слишком крупные зерна тоже не годятся для заряда: они не успеют сгореть за время выстрела. Снаряд вылетит из дула, а вслед за ним вылетят и несгоревшие зерна (рис. 74). Порох не будет использован полностью.

Размер зерен нужно подбирать так, чтобы пороховой заряд сгорел целиком незадолго до вылета снаряда из дула. {121}

Тогда приток газов будет происходить почти в течение всего времени движения снаряда по стволу, и резкого скачка давления не произойдет.

Но орудия бывают разной длины. Чем длиннее ствол орудия, тем дольше движется снаряд по стволу и тем дольше должен гореть порох.

Поэтому нельзя заряжать все орудия одинаковым порохом: для более длинных орудий заряд нужно составлять из зерен более крупных, с большей толщиной горящего слоя, так как продолжительность горения зерна зависит, как мы вскоре увидим, именно от толщины горящего слоя пороха.

Итак, оказывается горением пороха в стволе можно до некоторой степени управлять. Изменяя толщину зерен, мы меняем и продолжительность их горения. Мы можем добиться притока газов в течение почти всего времени движения снаряда в стволе.

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. {122}

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.

{123}

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.

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.

{124}

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.

{125}

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,

КАК ПОГАСИТЬ ПЛАМЯ ВЫСТРЕЛА

Мы уже говорили, что наряду со многими достоинствами бездымный порох имеет и недостатки.

К таким недостаткам бездымного пороха относится образование пламени при выстреле. Пламя вырывается из ствола и ярким блеском демаскирует скрытое от врага орудие (рис. 80). При быстром открывании затвора после выстрела, особенно в скорострельных орудиях, пламя {126} может вырваться и назад, что будет представлять опасность для орудийного расчета.

Поэтому нужно уметь погасить пламя выстрела, особенно во время стрельбы ночью.

Постараемся выяснить, почему образуется пламя при стрельбе бездымным порохом.

Когда кончает топиться печка и в ней остаются раскаленные угли, над ними некоторое время колеблется синеватое пламя. Это горит выделяемый углями угарный газ, или окись углерода. Печку закрывать еще рано - можно угореть. Хотя дров в печке уже и нет (они обратились в угли), но газ, выделяемый углями, еще горит. Нельзя забывать, что горение в печке продолжается до тех пор, пока в ней остается горючий газ.

Примерно то же происходит и при горении бездымного пороха. Хотя он и сгорит полностью, но образовавшиеся газы еще сами могут гореть. И когда пороховые газы вырываются из ствола, они соединяются с кислородом воздуха, то-есть загораются и дают яркое пламя.

Как погасить это пламя?

Существует несколько способов.

Можно предотвратить образование пламени, заставив пороховые газы сгореть еще в стволе, до того как они вырвутся на воздух. Для этого нужно ввести в порох вещества, богатые кислородом, так называемые окислители. {127}

Можно понизить температуру вырывающихся из ствола газов так, чтобы она была ниже температуры их воспламенения; для этого нужно ввести в боевой заряд пламегасящие соли.

К сожалению, в результате введения подобных примесей получаются твердые остатки при выстреле, то-есть дым. Правда, дым образуется в значительно меньшем количестве, чем при стрельбе дымным порохом. Однако и в этом случае стреляющее орудие может быть обнаружено по дыму, если стрельба ведется днем. Поэтому пламегасящие примеси можно применять только во время стрельбы ночью. При дневном свете они не нужны, так как днем пламени обычно почти не видно.

В тех орудиях, где снаряд и заряд вкладываются в ствол отдельно, пламегасители в особых мешочках или картузах прибавляются к заряду при заряжании (рис. 81).

У орудий, заряжаемых патроном, для стрельбы днем применяются патроны без пламегасителя, а для стрельбы ночью - с пламегасителем (рис. 82).

Можно погасить пламя и без прибавления примесей.

Иногда на дульную часть надевают металлический раструб. Газы, вырывающиеся из ствола, соприкасаются с холодными стенками такого раструба, их температура опускается ниже точки воспламенения, и пламя не образуется. Такие раструбы тоже называются пламегасителями.

Сильно уменьшается пламя при стрельбе с дульным тормозом, так как газы, проходя через дульный тормоз, охлаждаются от соприкосновения с его стенками. {128}

МОЖНО ЛИ УПРАВЛЯТЬ ДЕТОНАЦИЕЙ?

Подбирая размеры и форму пороховых зерен, можно, как мы видели, добиться нужной продолжительности и прогрессивности взрывчатого превращения пороха.

Превращение пороха в газы совершается очень быстро, но все же время горения измеряется тысячными и даже сотыми долями секунды. Детонация, как известно, протекает значительно быстрее - в стотысячные и даже миллионные доли секунды.

Детонируют бризантные взрывчатые вещества. Нам уже известно, что они применяются главным образом для наполнения, или, как говорят артиллеристы, - для снаряжения снарядов.

Нужно ли вообще управлять детонацией при взрыве снаряда?

Оказывается, иногда это бывает нужно.

Когда разрывается снаряд, наполненный бризантным взрывчатым веществом, газы действуют во все стороны с одинаковой силой. Так же действует шашка бризантного вещества. Действие рассредоточивается во всех направлениях. Это не всегда выгодно. Иногда требуется, чтобы силы газов при детонации были сосредоточены в одном направлении. Ведь в этом случае действие их будет значительно сильнее.

Посмотрим, как действует детонация на броню. При обычном взрывчатом превращении бризантного взрывчатого вещества около брони лишь незначительная часть образующихся газов будет действовать на броню, остальные газы произведут удар по окружающему воздуху (рис. 83, слева). Броня не будет пробита взрывом.

Использовать детонацию для разрушения прочной преграды пытались уже давно. Еще в прошлом столетии иногда вместо обычных подрывных шашек применяли подрывные шашки особого устройства: в шашке бризантного взрывчатого вещества делали воронкообразную выемку. Если такую шашку положить выемкой на преграду и взорвать, {129} действие детонации на преграду будет значительно сильнее, чем при взрыве той же шашки без выемки (без воронки).

На первый взгляд это кажется странным: шашка с выемкой весит меньше, чем шашка без выемки, а действует на преграду сильнее. Оказывается, выемка сосредоточивает силы детонации в одном направлении, подобно тому, как вогнутое зеркало прожектора направляет световые лучи. Получается сосредоточенное, направленное действие газов взрывчатого вещества (см. рис. 83, справа).

Значит, до некоторой степени можно управлять и детонацией. Эта возможность использована в артиллерии в так называемых кумулятивных снарядах. С устройством и действием кумулятивных и других снарядов мы подробно познакомимся в следующей главе.

<<

{130}

>>

Боевым зарядом называется элемент выстрела, предназначен­ный для сообщения снаряду заданной начальной скорости при допустимом наибольшем давлении пороховых газов.

Боевой заряд состоит из оболочки, порохового заряда, средства воспламенения и дополнительных элементов.

Оболочка предназначена для размещения остальных элементов боевого заряда. Она выполняется в виде гильзы или матерчатого картуза.

Пороховой заряд является основной частью боевого заряда и служит источником химической энергии, которая при выстреле превращается в механическую энергию - кинетическую энергию снаряда.

Средство воспламенения приводит в действие боевой заряд.

К дополнительным элементам относятся воспламенитель, флег- матизатор, размеднитель, пламегаситель, обтюрирующее устрой­ство, фиксирующее устройство.

К боевым зарядам предъявляются следующие основные требо­вания: однообразие действия при стрельбе, малое отрицательное влияние на поверхность канала ствола, стойкость при длительном хранении, простота подготовки заряда к стрельбе.

§ 8.1. Пороховые заряды

Пороховой заряд состоит из бездымного пороха одной или не­скольких марок. Во втором случае заряд называется комбинированным.

Пороховой заряд может быть изготовлен в виде одной или не­скольких частей (навесок) и в зависимости от этого будет назы­ваться постоянным или переменным зарядом. Переменный заряд состоит из основного пакета и дополнительных пучков. Перед стрельбой дополнительные пучки можно удалять, изменяя массу за­ряда и начальную скорость снаряда. Пороховой заряд выстрелов патронного заряжания (рис. 8.1) является, как правило, постоян­ным, простым или комбинированным.® зависимости от массы поро­хового заряда он может быть полным, уменьшенным или специальным. Обычно к пушкам малого и среднего калибров приме­няются зерненые пироксилиновые пороха, которые помещаются в гильзе россыпью или в картузе.

Для обеспечения надежного воспламенения в длинных зарядах применяются пучки из трубчатого пироксилинового пороха или стержневые воспламенители. Пороховой заряд из трубчатого по­роха помещают в гильзу в виде па­кета, связанного нитями, и отдель­ных трубок. Пороховые заряды вы­стрелов раздельного гильзового за­ряжания (рис. 8.2) являются, как правило, переменными и состоят обычно из двух марок пороха. При этом могут применяться пороха зерненые или трубчатые пироксилино­вые, а также баллистиые нитрогли­цериновые. Зерненые пороха разме­щаются в картузах, трубчатые - в виде связок.

Основной пакет изготовляют обычно из более тонкого пороха,<

чтобы обеспечить на наименьшем заряде заданную скорость и давле­ние, необходимое для надежного взведения взрывателя. Пороховые заряды выстрелов раздельного кар­тузного заряжания (рис. 4.3) всегда являются переменными и состоят из одной или двух марок пороха. " При этом могут применяться как пироксилиновые зерненые или труб­чатые, так и баллистные трубчатые пороха.

Минометные боевые заряды обес­печивают сравнительно невысокие значения начальных скоростей мин и максимального давления в канале

ствола миномета. Полный переменный минометный боевой з"аряд (рис. 8.3) состоит из воспламенительного (основного) заряда, который находится в бумажной гильзе с металличе­ским цоколем, и нескольких равновесных дополнительных пучков кольцевой формы в картузах. Воспламенительный заряд содержит сравнительно небольшую навеску нитроглицеринового пороха. Вес ее обычно не превосходит 10% веса полного переменного заряда. Для минометных зарядов используются обычно быстрогорящие высококалорийные нитроглицериновые пороха. Это обусловли­вается необходимостью обеспечить полное сгорание их в относи­тельно коротком стволе миномета при небольших плотностях за­ряжания. Картузы дополнительных пучков изготовляют из миткаля, батиста или шелка. На картузы наносится марки­ровка.

Воспламенитель усиливает тепловой импульс средства воспла­менения й обеспечивает быстрое и одновременное воспламенение пороховых элементов заряда. Он представляет собой навеску дымного пороха, помещаемого в картуз или в трубку с отверстиями (рис. 8.4). Масса воспламенителя составляет 0,5-5% массы поро­хового заряда.

Воспламенитель располагается снизу порохового заряда, а если заряд имеет большую длину и со­стоит из двух полузарядов, то снизу каждого полузаряда. Дымный по­рох воспламенителя быстро сго­рает, создавая в каморе орудия

Размеднитель_препятствует омеднению канала ствола орудия (рис. 8.5). Для изготовления размеднителей применяется свинцо­вая проволока, которая располагается сверху порохового заряда в виде мотка массой, равной около 1 % массы заряда.

Действие размеднителя при выстреле состоит в том, что при высокой температуре газов в канале ствола свинец с медью обра­зует низкоплавкий сплав. Основная масса этого сплава удаляется при выстреле потоком пороховых газов.

Пламегаситель (рис. 8.6) предназначается для устранения дульного пламени, которое образуется при выстреле и демаски­рует в темное время суток стреляющее орудие. В качестве пламе- гасящих веществ используется сернокислый калий K2SO4 или хло­ристый калий КС1, размещаемый сверху порохового заряда в плос­ком кольцеобразном картузе (1--40% массы заряда). При выстреле он понижает температуру пороховых газов, снижает их активность и образует пылевидную оболочку, которая мешает быстрому смешению пороховых газов с воздухом.

Для устранения обратного пламени применяются пламегасящие пороха, содержащие в своем составе до 50% пламегасящего вещества и располагающиеся в картузе снизу порохового заряда.

Флегматизатор применяется в боевых зарядах к пушкам, имею­щим начальную скорость снаряда 800 м/с и более, в целях предо­хранения стволов от разгара и повышения их живучести (в два - пять раз). В ряде случаев флегматизатор служит для гашения обратного пламени.

Флегматизатор представляет собой сплав высокомолекуляр­ных углеводородов (парафина, церезина, петролатума), нанесен­ных на тонкую бумагу, располагаемую вокруг боевого заряда в верхней его части. В зарядах из холодных порохов масса флегматизатора составляет 2-3%, а в зарядах из пироксилиновых поро­хов- 3-5% массы заряда.

Действие флегматизатора состоит в том, что" при выстреле он возгоняется, вступает в эндотермические реакции с газами, в ре­зультате чего образуется тонкий слой газов с пониженной темпе­ратурой, у поверхности канала ствола в начале нарезной части. Это уменьшает поток тепла от газов к стенкам ствола и, следова­тельно, его разгар.

Для пушек старых образцов в выстрелах раздельного гильзо­вого заряжания применялись просальники, служащие для той же цели, что и флегматизаторы. Просальник представляет собой кар­тонный футляр со специальной смазкой.

Обтюрирующее устройство в боевых зарядах раздельного гиль­зового заряжания состоит из нормальной и усиленной картонных крышек, первая из которых служит для уменьшения прорывов по­роховых газов при врезании ведущих поясков в нарезы, а вто­рая- для герметизации заряда при хранении (покрывается герме­тизирующей смазкой).

Фиксирующее устройство в боевых зарядах гильзового заря­жания состоит из картонных кружков, цилиндриков и других эле­ментов, предназначенных для фиксирования порохового заряда или его части в гильзе.

ссылка на книгу
Заинтересовался отдачей артиллерийских орудий, нашел книгу В.П.Внукова -« АРТИЛЛЕРИЯ» прочёл 15 стр. и бросил,
Выходит у нас даже курсантам военных училищ при обучении лапшу вешают.

/ /-- ВСЕСОЮЗНОМУ ЛЕНИНСКОМУ --//
//-- КОММУНИСТИЧЕСКОМУ СОЮЗУ МОЛОДЕЖИ --//
//-- ПОСВЯЩАЮТ ЭТО ИЗДАНИЕ АВТОРЫ, --//
//-- РЕДАКТОРЫ И ИЗДАТЕЛЬСТВО --//

/-- АРТИЛЛЕРИЯ --//

АРТИЛЛЕРИЯ

//-- АРТИЛЛЕРИЯ --// //-- 2-е исправленное и дополненное издание.

//-- Государственное Военное Издательство Наркомата Обороны Союза ССР --//

//-- МОСКВА - 1938 --//
Руководитель бригады авторов и художников ответственный редактор майор В. П. ВНУКОВ.
Литературный редактор Л. САВЕЛЬЕВ. Невидимая пружина
Что заставляет тяжелый артиллерийский снаряд вылетать с огромной скоростью из ствола и падать за десятки километров от орудия?

Какова же энергия пороха?
При выстреле часть энергии, заключенной в заряде пороха, переходит в энергию движения снаряда.
Но вот мы воспламенили заряд, начинается взрывчатое превращение: энергия освобождается. Порох превращается в сильно нагретые газы.
Тем самым химическая энергия пороха превращается в тепловую, то-есть в энергию движения частиц газов. Это движение частиц и создает давление пороховых газов, а оно, в свою очередь, рождает движение снаряда: энергия пороха стала энергией движения снаряда.
Но и этим не исчерпываются преимущества пороха перед обычными горючими. Большое значение имеет еще скорость превращения пороха в газы.
Взрыв порохового заряда при выстреле длится всего несколько тысячных долей секунды. Бензиновая смесь в цилиндре мотора горит раз в десять медленнее.

Такой малый промежуток времени даже трудно себе представить. Ведь «миг» - мигание века человеческого глаза - длится около трети секунды.
На взрыв порохового заряда уходит в пятьдесят раз меньше времени.
Взрыв заряда бездымного пороха создает в стволе орудия огромное давление: до 3 500-4 000 атмосфер, то-есть 3 500-4 000 килограммов на каждый квадратный сантиметр.
Высокое давление пороховых газов и очень малое время взрывчатого превращения и создают огромную мощность при выстреле. Такой мощности в тех же условиях не создает ни одно из других горючих.
Каково же количество энергии, заключенное в порохе, например, в заряде 76-миллиметровой пушки?
.

Рис. 22. Единица работы-килограммометр
.

Риc. 24. Единица мощности - лошадиная сила

Подсчеты дают такие результаты: заряд выделяет 338 000 килограммометров энергии.
А что такое килограммометр, показано на рисунке 22.
Однако, к сожалению, далеко не вся энергия пороха уходит на выталкивание снаряда из орудия, на полезную работу. Большая часть энергии пороха пропадает.
На что обычно тратится энергия пороха при выстреле, показано на рисунке 23.
Если учесть все потери, то окажется, что только одна треть, или 33%, энергии заряда идет на полезную работу.
Однако, по правде говоря, это не так уж мало. Вспомним, что в самых совершенных двигателях внутреннего сгорания полезная работа Составляет не более 36% всей тепловой энергии. А в других двигателях этот процент еще ниже, например, в паровых машинах - не более 18%.
По сравнению с тепловыми двигателями, потери энергии в орудии невелики: огнестрельное артиллерийское орудие является одной из наиболее совершенных тепловых машин.
Итак, на полезную работу в 76-миллиметровой пушке тратится 33% от 338 000 килограммометров, то-есть почти 113 000 килограммометров

И вся эта энергия выделяется всего лишь в шесть тысячных долей секунды!
Это соответствует мощности в 250 000 лошадиных сил. Чему равна «лошадиная сила», видно из рисунка 24.
Если бы люди могли произвести такую работу в столь же короткий срок, потребовалось бы примерно полмиллиона человек, и то при напряжении всех их сил. Вот как огромна мощность выстрела, даже из небольшой пушки.
ТАК В ЧЁМ ЗДЕСЬ ЛОЖ.

Рассмотрим кремневый ударный замок.

Кремневый замок (рис. 9) работал следующим образом. При спуске курка А кремень Б, зажатый курковой губой В, ударял вскользь по огниву Г, составлявшему {11} одно целое с крышкой полки. Благодаря этому удару пружинная крышка с огнивом, вращающаяся на оси Д, отскакивала вперед, а сноп искр, образующийся одновременно с этим от удара кремня Б по огниву Г, попадал на затравочный порох, насыпанный на полку е.

И зажигалку.

Пламя в таких зажигалках добывается путем трения железного рифлёного колесика об кремний и подачи газа в момент высечения искры.
То есть в обоих механизмах искру высекают трением, а при трении образуется электрический заряд, сталобыть и искра выделяется электрическая.

Капсюльная втулка Норденфельда или электрозапальное устройство
Капсюльная втулка
приспособление для воспламенения порохового заряда в патронах автоматических пушек малого калибра и орудий среднего калибра. Ввертывается в дно гильзы.
EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010
То же назначение имеет и капсюль и капсульная втулка, Если взять молоток и ударить по капсюлю лежащему на твёрдом предмете происходит громкий щелчок, запах, разлетаются искры и вы по чувствуете, как молоток от бросит от капсюля -то же происходит при электрическом замыкании.
1) В тексте товарыщ пишет: Порох же в закрытом пространстве сгорит очень быстро: он взорвется и обратится в газы.
Горение пороха в закрытом пространстве - явление очень сложное, своеобразное, совсем не похожее на обычное горение. В науке подобные явления называют «взрывчатым разложением» или «взрывчатым превращением», лишь условно сохраняя за ним более привычное название «горение».
Почему же порох горит и даже взрывается без доступа воздуха? Потому что в самом порохе содержится кислород, за счет которого и происходит горение
Возьмем хотя бы порох, применяющийся с незапамятных времен: дымный, черный порох. В нем смешаны уголь, селитра и сера. Горючим здесь является уголь. В селитре содержится кислород. А сера введена для того, чтобы порох легче зажегся; кроме того, сера служит скрепляющим веществом, она соединяет уголь с селитрой. СИЕ УТВЕРЖДЕНИЕ ЯВНАЯ ГЛУПОСТЬ.
КОГДА СГАРАЕТ ЛЮБОЕ ВЕЩЕСТВО, ОНО ВЫДЕЛЯЕТ ПРОДУКТЫ СГАРАНИЯ - ДЫМ И УГЛИКИСЛЫЙ ГАЗ, ИМЕЮЩИЕ ПЛОТНОСТЬ, В ЗАКРЫТОМ ОБЬЁМЕ ИМ НЕКУДА ДЕТСЯ И ОНИ ЗАГАСЯТ ЛЮБОЕ ПЛАМЯ.
2) Пороховой заряд 76-миллиметровой пушки целиком превращается в газы меньше чем за 6 тысячных (0,006) секунды.
Такой малый промежуток времени даже трудно себе представить. Ведь «миг» - мигание века человеческого глаза - длится около трети секунды. Тут автор более корректен, но не чего не объясняет. Вы в жизни видели, что бы, что то с горело раньше чем вы успеете моргнуть глазом? Видели- это электрическое замыкание проводов, спиралей, что при этом происходит - тепловой разряд. Вас отбрасывает, характерный звук, запах, провода загибаются в разные стороны от эпицентра замыкания, на концах обоих проводов чёрный нагар, они раскалённые.

Разряд.


От эпицентра с одинаковым усилием к краям.
Вывод такой, в замкнутом пространстве меньше чем за 6 тысячных (0,006) секунды может произойти, только электрическое замыкание, следовательно порох, является концентрированным электровеществом.
И тогда выстрел происходит так, боёк ударяет в капсюль, происходит разряд малой мощности (искра) которая производит замыкание с порохом, результатом которого является тепловой удар, электровещество меняет плотность и преобразуется в тепловую энергию (газы). Отдача тепловой энергии происходит с одинаковым усилием, распространяется от эпицентра теплового удара к краям дула. 1часть, на нагрев 2часть, на движение снаряда, 3 часть, на отдачу.

Именно по этому на колёса пушек 19 века медные шины ставили.
3.Отдача при выстреле неизбежна. Мы ее испытываем при стрельбе из огнестрельного оружия - из револьвера или из ружья. Она неизбежна и в орудии, но тут она во много раз сильнее.
Хитрости и изворотливости автора можно только позавидовать. По чему он подсовывает пример; с пружинкой и шариками, в место того, что бы объяснить, почему ствол и противооткатные устройства смонтированы на салазках, перемещающихся при откате люльке. В 76мм пушке вес откатывающихся частей (со стволом) — 275 кг., автор учебника предлагает, такую таблицу распределения газов.

Так,что ж это за тайна, сила отката? Она проста, основы реактивного движения, Циолковского Константина Эдуардовича-.отдача тепловой энергии.

Какова сила отдачи? Смотрите сами.

Ствол пуши выпустивший при помощи тепловой энергии(газа) снаряд, сам превращается в снаряд, отдача 76мм пушки 112 т. м. Для гашения силы, которую вы видите на картинке и существуют противооткатные устройства.
76-мм дивизионная пушка образца 1936 года (Ф-22)



А откатывается люлька по направляющим этой станины.

.

то, что обжимает ствол, это люлька.
то что с низу гидравлический тормозной цилиндр, для сравнения; главный тормозной цилиндр ВАЗ 2101.

Если бы, эти муляжи (пушки) корабля виктории смогли стрельнуть всем бортом,
то их сила отдачи развалила бы эту лахань на щепу.

Пушка, это транспортное средство для доставки продукта ( метательного снаряда) без посредников, потребителю (независимо от желания) - в которой имеется механизм, самый главный в пушке, тормоз отката, он гасит отдачу , которая равна силе, выстреливаемого заряда .

отрывок из мемуаров Грабина Василия Гавриловича.

— Вы не могли бы убрать дульный тормоз и заменить новую гильзу на старую? — спросил меня Сталин.

— Можем, но мне хочется обосновать необходимость применения дульного тормоза и новой гильзы и показать, что повлечет за собой отказ от того и от другого.

И я начал объяснять, что дульный тормоз поглощает около 30 процентов энергии отдачи.
Он позволяет создать более легкую пушку из дешевой стали. Если мы снимем дульный тормоз, пушка станет тяжелее, потребуется удлинить ствол и, возможно, придется применить высоколегированную сталь.

https://www.youtube.com/watch?v=iOrFD2KeSnA
Дульный тормоз.

Мы уже говорили, что для зажигания заряда чаще всего применяют капсюль. Взрыв капсюля дает вспышку, короткий луч огня. Заряды современных орудий составляются из довольно крупных зерен бездымного пороха – пороха плотного, с гладкой поверхностью. Если мы попробуем зажечь заряд такого пороха при помощи только одного капсюля, то выстрел вряд ли последует.

Потому же, почему нельзя зажечь спичкой крупные дрова в печке, особенно если поверхность у них гладкая.

Недаром мы обычно разжигаем дрова лучинками. А если вместо дров взять полированные доски и бруски, то даже лучинками разжечь их будет трудно.

Пламя капсюля слишком слабо, чтобы зажечь крупные, гладкие зерна заряда; оно лишь скользнет по гладкой поверхности зерен, но не зажжет их.

А сделать капсюль сильнее, положить в него больше взрывчатого вещества нельзя. Ведь капсюль снаряжается ударным составом, в который входит гремучая ртуть. Взрыв большего количества гремучей ртути может повредить гильзу и вызвать другие разрушения.

Рис. 71. Капсюльная втулка, ввинчиваемая в дно гильзы

Как же все–таки зажечь заряд?

Воспользуемся "лучинками", то есть возьмем небольшое количество мелкозернистого пороха. Такой порох легко зажжется от капсюля. Лучше взять дымный порох, так как поверхность его зерен более шероховатая, чем у зерен бездымного пороха, и такое зерно загорится скорее. Кроме того, дымный мелкозернистый порох даже при нормальном давлении горит очень быстро, гораздо быстрее бездымного.

Лепешки из прессованного мелкозернистого пороха помещают за капсюлем, в капсюльной втулке (рис. 71).

Дымный порох располагают, как мы уже видели, и вокруг электрозапала в электрической втулке (см. рис. 56), и в вытяжной трубке (см. рис. 54).

А иногда мелкозернистый порох, кроме того, помещают на дне гильзы, в особом мешочке, как это показано на рис. 72.

Порция такого мелкозернистого дымного пороха называется воспламенителем.

Образовавшиеся при сгорании воспламенителя газы быстро повышают давление в зарядной каморе. При повышенном давлении скорость воспламенения основного заряда увеличивается. Пламя почти мгновенно охватывает поверхность всех зерен основного заряда, и он быстро сгорает.

Рис. 72. Как происходит выстрел из орудия

В этом основное назначение воспламенителя.

Итак, выстрел представляет собой ряд явлений (см. рис. 72),

Боек ударяет по капсюлю.

От удара бойка взрывается ударный состав, и пламя капсюля зажигает воспламенитель (мелкозернистый дымный порох).

Воспламенитель вспыхивает и превращается в газы.

Раскаленные газы проникают в промежутки между зернами основного порохового заряда и воспламеняют его.

Воспламенившиеся зерна порохового заряда начинают гореть и в свою очередь превращаются в сильно нагретые газы, которые с огромной силой толкают снаряд. Снаряд движется по каналу ствола и вылетает из него.

Вот сколько событий происходит меньше чем за сотую долю секунды!