Чи не можна все-таки чимось замінити порох?
Однак у пороху як джерела величезної енергії є не тільки гідності, а й недоліки.
По-перше, дуже високий тиск порохових газів.
Через це стовбури доводиться робити дуже міцними, важкими; страждає рухливість знаряддя.
По-друге, під час вибуху пороху розвивається дуже висока температура (рис. 25) - до 3000 градусів. Це в чотири рази вища за температуру полум'я примуса!
Мал. 25. Температура: полум'я примуса, плавлення сталі, вибуху порохового заряду
Для плавлення сталі досить 1400 градусів. Температура вибуху, таким чином, більше ніж в два рази перевищує температуру плавлення сталі.
Гарматний ствол не плавиться тільки тому, що висока температура вибуху діє дуже короткий проміжок часу і ствол не встигає нагрітися до температури плавлення сталі.
Але все ж від цієї температури, а також від тертя снаряда стовбур сильно нагрівається; при тривалій стрільбі доводиться вичікувати, поки ствол охолоне. А в дуже скорострільних малокаліберних знаряддях стали вводити навіть спеціальні системи охолодження.
Все це, звичайно, створює незручності при стрільбі. Крім того, така висока температура і хімічне дію газів не проходять безслідно для стовбура: метал його поступово псується.
І, нарешті, звук пострілу. Він часто виявляє приховане знаряддя, демаскує його. Намагаються, правда, заглушати звук пострілу особливими глушниками, укріпленими на дуловій частині стовбура. Ці спроби серйозних результатів поки не дали.
Як бачите, недоліків у пороху багато.
Ось чому давно вже намагаються замінити порох іншим джерелом енергії.
Дійсно, хіба не дивно, що порох і зараз, як кілька століть тому, безроздільно панує в артилерії? Адже за ці століття вся техніка далеко зробила крок вперед!
Від м'язової сили перейшли до сили вітру і води.
Потім було винайдено парову машину, настав століття пара.
Потім стали застосовувати рідке паливо - нафта, бензин.
І, нарешті, електрику проникло у всі сфери життя.
Зараз нам є таке розмаїття джерел енергії, про який шість століть тому, в роки появи пороху, не мали навіть поняття.
Ну, а порох? Невже його не можна, замінивши чимось більш досконалим?
Не будемо говорити про заміну пороху будь-яким пальним. Ми вже переконалися в невдачі цієї спроби на прикладі з бензином.
Але чому б, наприклад, не скористатися для стрільби енергією стисненого повітря? Здавалося б, в цьому випадку ми маємо можливість позбутися від серйозних недоліків, властивих пороху: не буде ні високої температури, ні сильного звуку вибуху.
Спроби ввести у вжиток пневматичні рушниці і гармати робилися вже давно. Але пневматична зброя все ж не набуло поширення. І зрозуміло, - чому.
Адже, щоб отримати необхідну для пострілу енергію, потрібно попередньо витратити значно більшу енергію для стиснення повітря, так як при пострілі значна частина енергії йде на втрати. Якщо при заряджанні пневматичної рушниці досить енергії однієї людини, то для заряджання пневматичного знаряддя необхідно зусилля великої кількості людей або спеціальний двигун.
Ось, наприклад, що представляла собою пневматична гармата Залінского, що застосовувалася в кінці дев'ятнадцятого століття в береговій обороні США.
Гармата ця, калібром 38 сантиметрів і завдовжки 15 метрів, кидала великі снаряди (вагою в кілька сот кілограмів) на відстані до 1 800 метрів, а менші снаряди (вагою в кілька десятків кілограмів) - до 5 000 метрів. При кожній гарматі була машинна установка, що стискала повітря до 140 атмосфер. До гармати повітря надходило по цілій системі підземних труб.
Пневматичні гармати Залінского застосовували для стрільби снарядами з дуже сильним і досить чутливим вибуховою веществом- динамітом. Зі звичайних гармат такими снарядами стріляти не можна: при різкому поштовху снаряд розірветься в стовбурі. А «м'який» поштовх стисненого повітря динаміт витримує, що не вибухаючи.
Як тільки динаміт був замінений більш досконалими вибуховими речовинами, від громіздких і складних пневматичних гармат, природно, відмовилися.
Можна, правда, створити пневматична зброя іншого типу: з зарядами стиснутого повітря, заготовленими заздалегідь на заводах. Тоді при стрільбі досить було б тільки вкласти такий заряд в стовбур і відкрити його «кришку» або «кран».
Були й такі спроби. Однак і вони виявилися незадовільними: по-перше, через труднощі хранений в посудині дуже сильно стисненого повітря; по-друге, розрахунки показали, що таке пневматична зброя викидало б свій снаряд з меншою швидкістю, ніж вогнепальна зброя того ж ваги.
Пневматична зброя не може змагатися з вогнепальною. Пневматичні рушниці, правда, залишилися, але не як бойова зброя, а лише для тренувальної стрілянини на десяток-другий метрів.
Ще гірші справи з використанням пара. Занадто вже й складні і громіздкі повинні бути установки для отримання пара потрібного тиску.
І раніше, і останнім часом не раз робилися спроби застосувати для метання снарядів «відцентрові» метальні машини.
Чому б не зміцнити снаряд на швидко обертається диску? При обертанні диска снаряд буде прагнути відірватися від нього. Якщо в певний момент звільнити снаряд, він полетить тим швидше, чим швидше обертається диск. Ідея - на перший погляд дуже приваблива. Але тільки на перший погляд.
Точні розрахунки показують, що така метальні машини вийшла б дуже великий і громіздкою. Для неї необхідний був би досить потужний двигун.
І, найголовніше, така «відцентрова машина» не могла б «стріляти» влучно: найменша помилка в моменті відриву снаряда від диска викличе різку зміну в напрямку польоту снаряда.
А звільнити снаряд точно в потрібний момент при дуже швидкому обертанні диска надзвичайно важко.
Залишається ще один вид енергії - електрика. Тут вже, напевно, таяться величезні можливості!
І ось у Франції, ще два десятки років тому, побудували електричне знаряддя. Правда, не бойовий зразок, а модель.
Ця модель електричного знаряддя кидала снаряд вагою в 50 грамів зі швидкістю 200 метрів в секунду.
Ніякого тиску, незначна температура, майже ніякого звуку. Переваг дуже багато. Чому ж не збудувати за цією моделлю справжню бойову зброю?
Виявляється, це далеко не так просто.
Стовбур електропушкі повинен складатися з обмоток провідника у вигляді котушок. Коли по обмоткам піде струм, сталевий снаряд буде втягуватися послідовно в ці котушки магнітними силами, що утворюються навколо провідника. Таким чином, снаряд отримає потрібний розгін я, після виключення струму з обмоток, вилетить за інерцією зі стовбура.
Електропушка повинна отримувати енергію для метання снаряда ззовні, від будь-якого джерела електричного струму, або, інакше кажучи, від машини. Чому ж повинна дорівнювати потужність машини для стрільби, наприклад, з 76-міліметрової електричної гармати?
Згадаймо, що для метання снаряда з 76-міліметрової вогнепальної гармати витрачалося в шість тисячних часток секунди величезна енергія в 113 000 кілограмомметров, тобто була необхідна потужність у 250 000 кінських сил. Така ж потужність, звичайно, необхідна для стрільби з будь-якої і невогнепальна 76-міліметрової гармати, яка кидає такий же снаряд на тій самій відстані.
Мал. 26. Ось як виглядала б електропушка середньої потужності
Але в машині неминучі втрати. У кращому випадку вони складуть не менше 50% її потужності. Значить, потужність машини при нашій електричної гармати повинна бути ніяк не менше 500 000 кінських сил. Це - потужність величезною електростанції.
Значить, для стрільби навіть з невеликого електричного знаряддя потрібна потужність величезної електричної станції.
Але мало цього. Для того щоб повідомити необхідну для руху снаряда енергію в нікчемний проміжок часу, потрібний струм величезної сили.
Щоб виділити величезну енергію в мізерно малий проміжок часу, потрібно ввести на електростанції якесь спеціальне обладнання. Що застосовується тепер обладнання не витримає того «удару», який піде за «короткому замиканні» дуже сильного струму.
Якщо ж подовжити час дії струму на снаряд, тобто зменшити потужність пострілу, тоді потрібно подовжити ствол.
Зовсім не обов'язково, щоб постріл «тривав», наприклад, одну соту секунди. Роблячи 20 пострілів в хвилину, ми цілком могли б подовжити час пострілу до однієї секунди, тобто в 100 разів. Але тоді приблизно в стільки ж разів потрібно було б подовжити і стовбур. Інакше не розігнати снаряда до потрібної швидкості.
Виявляється, в цьому випадку, для того щоб кинути той же 76-міліметровий снаряд на півтора десятка кілометрів, стовбур електропушкі довелося б зробити довжиною близько 200 метрів.
Правда, при такому стовбурі потужність «метальної» електростанції знадобиться вже значно менша, теж в 100 разів, тобто в 5 000 кінських сил. Як бачимо, і ця потужність досить велика, а гармата дуже довга і громіздка.
На малюнку 26 показаний один з проектів електропушкі. З малюнка видно, що про рух такого знаряддя з військами по полю бою і думати годі й говорити; воно зможе переміщатися лише по залізниці.
Однак достоїнств у електропушкі все ж багато.
Немає величезного тиску. Значить, снаряд можна зробити з тонкими стінками і помістити в ньому набагато більше вибухової речовини, ніж в снаряд звичайної гармати.
Крім того, як показують розрахунки, з електропушкі, при дуже великій, правда, довжині її стовбура, можна буде не стрілятимуть на десятки, а на сотні і, може бути, навіть на тисячі кілометрів. Це не під силу сучасним знаряддям.
Тому використання електрики для наддалекої стрільби в майбутньому цілком можливо.
Але це стосується майбутнього. Зараз же, в наш час, порох в артилерії незамінний, і нам, звичайно, треба продовжувати вдосконалювати цей порох і вчитися застосовувати його найкращим чином.