Чи не можна все-таки чимось замінити порох?
Застосування пороху як джерела величезної енергії пов'язане зі значними незручностями.
Наприклад, внаслідок дуже високого тиску порохових газів гарматні стволи доводиться робити досить міцними, важкими, а через це страждає рухливість знаряддя.
Крім того, під час вибуху пороху розвивається надзвичайно висока температура (рис. 42) - до 3000 градусів. Це в 4 рази вища за температуру полум'я газового пальника!
Для плавлення сталі досить 1400 градусів тепла. Температура вибуху, таким чином, більше ніж удвічі перевищує температуру плавлення сталі.
Але все ж стовбур сильно нагрівається, цьому сприяє також тертя снаряда. При тривалої 'стрільбі доводиться збільшувати проміжки часу між пострілами, щоб ствол не перегрівався. У деяких же скорострільних малокаліберних знаряддях влаштовують спеціальні системи охолодження.
Все це, звичайно, створює незручності при стрільбі. Крім того, великий тиск, висока температура, а також хімічне дію газів не залишаються безслідними для стовбура: метал його поступово руйнується.
Гарматний ствол не плавиться тільки тому, що висока температура вибуху діє протягом мізерно малого часу і ствол не встигає нагрітися до температури плавлення сталі.
Мал. 42. Температура полум'я газового пальника, плавлення сталі, порохових газів
Нарешті, до числа незручностей, спричинених застосуванням пороху, слід віднести також і те, що постріл супроводжується гучним звуком. Звук часто виявляє приховане знаряддя, демаскує його.
Як бачите, застосування пороху пов'язане з великими незручностями.
Ось чому вже давно 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 техніка далеко зробила крок вперед: від м'язової сили перейшли до сили вітру і води; потім була винайдена парова машина - настав століття пара; потім стали застосовувати рідке паливо - нафта, бензин.
І, нарешті, електрику проникло у всі сфери життя.
Зараз нам доступні такі джерела енергії, про які шість століть тому, в роки появи пороху, люди не мали навіть поняття.
Ну, а порох? Невже його не можна замінити чимось більш досконалим?
Не будемо говорити про заміну пороху іншим пальним. Ми вже переконалися в невдачі цієї спроби на прикладі з бецзіном. '
Але чому б, наприклад, не скористатися для стрільби енергією стисненого повітря?
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 затратити набагато більшу енергію для стиснення повітря, так як при пострілі значна частина енергії буде неминуче втрачена. Якщо при заряджанні пневматичної рушниці досить енергії однієї людини, то для заряджання пневматичного знаряддя необхідні зусилля великої кількості людей або спеціальний двигун.
Можна, правда, створити пневматична зброя з зарядами стиснутого повітря, заготовленими заздалегідь на заводах. Тоді при стрільбі досить було б вкласти такий заряд в стовбур і відкрити його "кришку" або "кран".
Спроби створити таку зброю були. Однак вони теж виявилися невдалими: по-перше, виникали труднощі зберігання в посудині сильно стисненого повітря; по-друге, як показали розрахунки, таке пневматична зброя могло викидати снаряд з меншою швидкістю, ніж вогнепальна зброя того ж ваги.
Пневматична зброя не може змагатися з вогнепальною. Пневматичні рушниці, правда, існують, але не як бойова зброя, а лише для тренувальної стрілянини на десяток-другий метрів.
Ще гірші справи з використанням пара. Занадто складні і громіздкі повинні бути парові установки для отримання потрібного тиску.
Не раз робилися спроби застосовувати для кидання снарядів і відцентрову 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, і при цьому швидкість його буде тим більше, чим швидше буде обертатися диск. Ідея на перший погляд дуже приваблива. Але тільки на перший погляд.
Точні розрахунки показують, що така метальні машини була б дуже великою і громіздкою. Для цеє необхідний був би потужний двигун. І, найголовніше, така відцентрова машина не могла б "стріляти" влучно: найменша помилка у визначенні моменту відриву снаряда від диска, викликала б різка зміна в напрямку польоту снаряда. А звільнити снаряд точно в потрібний момент при швидкому обертанні диска надзвичайно важко. Отже, відцентрову метальні машини використовувати неможливо.
Залишається ще один вид енергії - електрика. Тут вже, напевно, таяться величезні можливості!
І ось, ще два десятки років тому було побудовано електричне знаряддя. Правда, не бойовий зразок, а модель. Ця модель електричного знаряддя кидала снаряд вагою 50 грамів зі швидкістю 200 метрів в секунду. Ніякого тиску, звичайна температура, майже ніякого звуку. Переваг багато. Чому ж не збудувати за моделлю справжню бойову зброю?
Виявляється, це 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 і після виключення струму з обмоток вилетить за інерцією зі стовбура.
Електропушка повинна отримувати енергію для метання снаряда ззовні, від джерела електричного струму, інакше кажучи, від машини. Чому повинна дорівнювати потужність машини для стрільби, наприклад, з 76-міліметрової електричної гармати?
Згадаймо, що для метання снаряда з 76-міліметрової гармати витрачається в шість тисячних часток секунди величезна енергія в 117000 кілограмометрах, що становить потужність в 260.000 кінських сил. Така ж потужність, звичайно, необхідна для стрільби з 76-міліметрової електричної гармати, яка кидає такий же снаряд на тій самій відстані.>
Але в машині неминучі втрати енергії. Ці втрати можуть скласти не менше 50% потужності машини. Значить, машина при нашій електричної гарматі повинна мати потужність не менше ніж в 500.000 кінських сил. Це потужність величезною електростанції.
Ви бачите, що навіть невелике електричне знаряддя повинна забезпечувати енергією величезна електрична станція.
Але мало того, щоб повідомити необхідну для руху снаряда енергію в нікчемний проміжок часу, потрібний струм величезної сили; для цього на електростанції необхідно мати спеціальне обладнання. Що застосовується тепер обладнання не витримає "удару", який піде за "короткому замиканні" дуже сильного струму.
Якщо ж збільшити час впливу струму на снаряд, тобто зменшити потужність пострілу, то буде потрібно подовжити ствол.
Зовсім необов'язково, щоб постріл "тривав", наприклад, одну соту секунди. Ми могли б подовжити час пострілу до однієї секунди, тобто збільшити його в 100 разів. Але тоді приблизно в стільки ж разів потрібно було б подовжити і стовбур. Інакше не можна буде повідомити снаряду потрібної швидкості.
Щоб кинути 76-міліметровий снаряд на півтора десятка кілометрів при тривалості пострілу в цілу секунду, стовбур електропушкі довелося б зробити довжиною близько 200 метрів. При такій довжині стовбура потужність "метальної" електростанції можна зменшити в 100 раз, тобто зробити дорівнює 5000 кінських сил. Але і ця
Потужність досить велика, а гармата надзвичайно довга і громіздка.
На рис. 43 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. Перш за все немає великого тиску. Значить, снаряд можна зробити з тонкими стінками і помістити в ньому набагато більше вибухової речовини, ніж в снаряді звичайної гармати.
Крім того, як показують розрахунки, з електропушкі, при дуже великій довжині її стовбура, можна буде не стрілятимуть на десятки, а на сотні кілометрів. Це не під силу сучасним знаряддям.
Мал. 43. Ось як виглядала б електропушка середньої потужності
Тому використання електрики для наддалекої стрільби в майбутньому цілком можливо.
Але це справа майбутнього. Зараз же, в наш час, порох в артилерії незамінний; нам, звичайно, треба продовжувати вдосконалювати порох і вчитися застосовувати його найкращим чином. Наші вчені займалися і займаються цим.