Por un disparo de cañón. Obama se acercó a Rusia a una distancia peligrosa: el vehículo blindado "Putilov-Garford"

Cañón biplaza Nikolay GORDYUKOV A principios de los años treinta, los líderes Fuerza aérea soviética Intentó formular requisitos preliminares para un caza con un cañón dinamo-reactivo de calibre 150 mm. Según su plan, el avión DIP (caza biplaza

> Cronología

Capítulo III. cañones

Capítulo III. cañones
Parte II. NUESTROS MEDIOS DE LUCHA
Tiro de cañón
Por disparo entendemos la expulsión de un proyectil del canal del arma por la presión de los gases ubicados detrás de él en un espacio completamente cerrado, formado durante la explosión de pólvora u otra sustancia. Esos resultados excepcionales que la técnica constructiva piezas de artillería alcanzado en últimos años La Guerra Mundial todavía está bastante fresca en la memoria de todos. Con la ayuda de modernos cañones de artillería de largo alcance se alcanzaron las velocidades más altas jamás alcanzadas por un ser humano: 1.500 - 1.600 m/s. Por lo tanto, estas herramientas del llamado cieno eran las máquinas más poderosas de todas las existentes.
* La balística es la ciencia que estudia el movimiento de los proyectiles y balas de artillería. Se divide en dos ramas: balística interna y externa. El primero considera los fenómenos que ocurren en el ánima del cañón durante un disparo, y el segundo considera los fenómenos que ocurren con un proyectil o bala después de que sale del ánima del cañón. (Nota del editor)
En teoría, no es difícil calcular un cañón cuyo proyectil podría volar hasta la Luna. Según las leyes de la balística interna*, influyen las siguientes magnitudes: la longitud del cañón como longitud del recorrido por el que se puede generar la aceleración, la presión media en el interior del cañón como fuerza con la que empujan los gases de la pólvora el proyectil hacia adelante, la carga lateral del proyectil como la masa situada encima (o delante de) cada centímetro cuadrado de la sección transversal del calibre y que resiste la acción de la aceleración por su inercia inherente. De ello se deduce que para lograr la mayor velocidad posible al salir del orificio del cañón, se debe tomar el mayor tiempo posible, la presión promedio en él debe ser la más alta y la carga lateral debe ser la más pequeña (Fig. 23).
La longitud del cañón no puede ser arbitrariamente grande, porque debido al enfriamiento de los gases de pólvora debido a su expansión y al contacto con las paredes frías del cañón, pronto se produce una situación en la que la fuerza de presión descendente de los gases de pólvora es completamente absorbido por la fricción experimentada por el proyectil al pasar a través del orificio del cañón.
En la práctica, el diseñador de armas tiene límites bastante estrictos en todas estas direcciones.
Las propiedades de un explosivo están determinadas principalmente por su composición química y, en segundo lugar, por el método de procesamiento mecánico. Pólvora del mismo composición química Puede arder de formas completamente diferentes dependiendo de la forma que se le dé durante el procesamiento. La pólvora se puede fabricar en forma de harina en polvo o, como también se la llama, pulpa, granos, placas, cubos, varillas o tubos. Las propiedades teóricas de un explosivo vienen determinadas principalmente por los siguientes conceptos: su poder calorífico; su volumen de gas específico, su temperatura de explosión, el volumen de gases de pólvora formados durante la explosión y la presión de estos gases.
Asimismo, la presión media de los gases en polvo, que es la segunda más alta factor importante, que desempeña un papel durante un disparo, está contenido dentro de límites bastante estrechos. Arroz. 2 Curva de presión ideal de gases en polvo, construida bajo el supuesto de que toda la carga se enciende instantáneamente y el gas se expande adiabáticamente. En realidad, la presión no alcanza su valor máximo al principio, sino más tarde y, además, no alcanza su valor teórico.
En este caso, la densidad de carga, que muestra cuántos kilogramos de explosivo se pueden colocar en el espacio de un litro de la cámara de explosión, es igual a la unidad. Normalmente para las piezas de artillería alcanza valores de sólo 0,4 - 0,7, y para los cañones de 0,70 - 0,8. En cualquier caso, la densidad de carga nunca puede exceder la densidad o, en otras palabras, la gravedad específica del propio explosivo, porque No puede llenar la cámara de explosión con más pólvora de la que puede entrar en forma de una masa monolítica sólida.
Según Berthelot, la presión específica de una explosión es la presión ideal que se produciría en un espacio con un volumen de 1 litro. durante una explosión contiene 1 kg. explosivo.
La carga lateral, que es el tercer factor más importante, así como la forma del proyectil, no afectan la forma de la trayectoria en el vacío. Lo único que influye aquí es la velocidad de salida del cañón.
Debido a la importancia de algunos de los valores encontrados, incluso para los problemas de misiles que se analizan a continuación, los presentamos agrupados en la siguiente tabla 1 Tabla 10 Nombre del explosivo Pólvora negra Polvo en escamas Piroxilina Polvo de nitroglicerina Pólvora de largo alcance Fulminato de mercurio Valor calorífico en calorías/kg. 685 630 1 100 1 290 ~ 1 400 410 Volumen de gas específico en l. 285 920 859 840 ~ 999 314 Temperatura de explosión, °C 2.770 2.400 2.710 2.900 ~ 3.300 3.530 Volumen de gases explosivos en l. 3 177 9 008 9 386 9 763 12 957 4 374 Gravedad específica 1,65 1,56 1,50 1,64 1,6 4,4 Presión del gas en am., con densidad de carga = 0,1 336 542 1061 1098 983 468 = 0,2 708 1217 23 43 2351 2174 966 = 0,3 1123 2077 3931 3947 3650 1501 = 0,4 1587 3211 5912 5640 5523 2072 = 0,5 2112 4779 5 802 7829 7982 2686 = 0,6 2708 7082 12000 10560 11350 3347 = 0,7 3393 10800 17020 14 080 16240 4 052 = 0,8 4201 17 870 21810 21 520 24030 4952 = 0,9 5126 86 250 38 500 25270 38310 5683 = 1,0 6236 - - 35 010 - 6603 =1 ,6 29.340 - - - - 14560 = 2,4 - - - - - 43.970
Sin embargo, la verdadera grandeza de estas cifras en toda su credibilidad sólo aparece cuando completamos la curva de vuelo de este proyectil y, a modo de comparación, representamos en la misma escala los picos más altos y los récords de altitud alcanzados hasta ahora (Fig. 24). ¡El proyectil se habría elevado a 46.200 m si se disparara a la distancia más lejana, y podría haber alcanzado aproximadamente 70.000 m con un disparo vertical hacia arriba! ¿Cómo se compara el Everest con este: uno de los picos más altos con una altura de 8.884 m? Y en sólo 3 minutos. 20 seg. este proyectil habría recorrido una trayectoria de 150 km de largo. Arroz. 2 Curva de vuelo de un proyectil de cañón de ultra largo alcance.
La forma de la trayectoria de un proyectil que vuela en el vacío es casi exactamente parabólica. Calcular la trayectoria de los proyectiles de artillería en la atmósfera es uno de los problemas más complejos y difíciles de la balística exterior. Por lo tanto no podemos entrar aquí en ningún detalle. Como ejemplo numérico interesante, presentamos en la siguiente tabla 11 datos calculados sobre la base de fórmulas exactas que caracterizan el vuelo de un proyectil de un arma de ultra largo alcance que dispara a 126 km. Tabla 11 Cañón de ultra largo alcance Inclinación del vuelo hacia el horizonte en grados. Autonomía de vuelo en km. altura más alta en km. Velocidad del proyectil en m/seg. Duración del vuelo en segundos Momento del disparo 54 0,00 0,03 1500 0,0 53 3,45 4,67 1300 4,3 50 10,83 14,00 1060 14,3 45 19,70 23,72 930 27,3 40 26,80 30,33 860 38,2 25 43,07 41,04 720 62,1 Momento de vuelo por el punto más alto 0 63,84 46,20 650 94,5 25 83,55 41,60 714 120, 0 40 99,06 31,20 840 150,5 50 115,99 16,60 950 173,3 53 122,00 6,12 945 191,0 58 126,00 0,00 860 19 9.0
Logros modernos de la artillería. Armas de ultra largo alcance
Para valorar la posibilidad de producir un disparo horizontal al espacio exterior, agreguemos que, según los estudios de los balísticos más avanzados, en este caso es indiferente cómo se ubicará la masa de aire a lo largo de la trayectoria del proyectil. Debido a esto, al calcular la desaceleración total que experimenta un proyectil lanzado al espacio exterior, podríamos introducir en nuestro cálculo, en lugar de la verdadera, la llamada atmósfera isométrica homogénea con una altura de 7.800 m. hasta el fondo tendría la densidad del aire al nivel del mar y su columna de 7.800 m de altura contendría la misma masa de aire que una columna de la atmósfera verdadera de la misma sección transversal.
Por supuesto, durante mucho tiempo todos los estados en guerra se han esforzado por construir cañones de mayor alcance. La razón es clara: cuanto más fuerte sea el efecto destructivo de las granadas y mayor sea el alcance de su impacto, más en mayor medida se podría considerar poder militar su ejército no es inferior ni superior al poder militar del enemigo.
A modo de comparación con el problema de un disparo de arma de fuego a la Luna, tiene sentido ofrecer una visión general. logros modernos artillería en forma de cuadro resumen 1 Además, en este sentido, no estaría de más aportar alguna información de la historia del desarrollo de armas de largo alcance, que pueden servir como el prototipo más cercano de un arma capaz de enviar un proyectil a la Luna, ya que hasta ahora es posible alcanzar las velocidades más altas de salida del cañón precisamente con su ayuda.
Sin embargo, el resultado logrado por los diseñadores alemanes de armas de ultra largo alcance, el profesor Rausenberger y el profesor Eberhart durante la Guerra Mundial, aparentemente puede considerarse insuperable hasta el día de hoy. Como se sabe, el alcance máximo del cañón que diseñaron fue de 135 km.
La prensa informa que ya en 1895 el departamento de artillería francés realizó experimentos con un cañón de 16,5 centímetros y 100 calibres de longitud, y se alcanzó una velocidad de salida del proyectil de 1.200 m/s. En Alemania, el primer impulso para el desarrollo práctico de la artillería de largo alcance fue el experimento de tiro realizado por Krupp, durante el cual una granada de un cañón de 24 centímetros, contra las expectativas de su diseñador, voló 48 km en lugar de 32 km. Además, en Inglaterra y otros países, en revistas especiales de artillería se describieron varios proyectos de armas de ultra largo alcance, que aparentemente quedaron en papel. Mucho más notable es el hecho de que la artillería francesa, desde 1924, dispone de cañones que disparan granadas pesadas de 180 kg a una distancia de 120 km, con una carga de pólvora de nitroglicerina que pesa sólo 160 kg. La velocidad a la que el proyectil sale del cañón es de sólo 1.450 m/s. Asimismo, la longitud del cañón de este arma, de sólo 23,1 m con un calibre de 21,1 cm, debe considerarse muy insignificante.
Sin embargo, está en el grado más alto Es probable que este enorme logro de la artillería de ultra largo alcance* aún no haya agotado las capacidades de los diseñadores alemanes. Uno podría pensar que si Guerra Mundial Si hubiera durado un año más, habrían alcanzado velocidades de lanzamiento de proyectiles de 1.700 - 1.800 m/s y al mismo tiempo un alcance de 200-250 km. Las siguientes consideraciones apoyan esta suposición. Sin duda se podría construir un maletero algo más largo. La química de los explosivos, según Stettbacher, tuvo la oportunidad de aumentar aún más el poder calorífico de los polvos de nitroglicerina más potentes de la época (alcanzando 1.290 cal/kg con un contenido de nitroglirina del 40 por ciento), casi hasta el valor límite de la gelatina explosiva. (1,620 cal/kg con 92 por ciento de contenido de nitroglicerina y 8 por ciento de contenido de piroxilina). Al mismo tiempo, gracias al efecto suavizante de la mezcla de hexanitroetano y similares sustancias químicas eliminar propiedad peligrosa piroxilina para explotar instantáneamente y crear la pólvora de combustión lenta necesaria para el propósito previsto.
Para ello, el cañón de 36 m de largo y que pesaba 142 g, tuvo que estar formado por tres piezas: de un tubo de 38 cm de diámetro, de un cañón estriado de calibre 21 cm de diámetro insertado en él y de una boquilla sin estrías. Para evitar que este tronco compuesto se doblara, algunas partes se suspendieron de una forma similar a un puente. A pesar de esto, bajo la influencia de la increíble fuerza de la explosión de una carga de polvo de nitroglicerina que pesaba entre 180 y 300 kg, que expulsó del interior del cañón un proyectil que pesaba unos 100 kg a una velocidad que alcanzaba los 1600 m/s, el cañón tembló como una caña que se balancea durante dos minutos después del disparo del viento. Tabla 12 Datos Tipos de armas Rifle Cañón de campaña Cañón naval Cañón de largo alcance Cañón costero Cañón inglés de largo alcance Calibre en cm 0,79 7,5 21,0 21,0 40,64 50,8 Sección de calibre en cm2 0,49 44, 2 340,4 346,4 1297,10 2026,8 Longitud del canal en calibres 101,50 26,7 5 0.0 150,0 50,00 100,0 Longitud del canal en m 0,80 2,0 10,5 33,6 20,30 50,8 Longitud del cañón en calibres 116,52 28,7 55,0 171,0 52,50 105,0 Longitud del cañón en m 0,90 2,2 11,0 36,0 21. 40 53, 7 Todos los barriles en kg. 1,00 310,0 15450,0 142000,0 113100,00 550000,0 Peso del proyectil en kg 0,01 6,5 125,0 100,0 920,00 2000,0 Velocidad de salida en m/s 900,00 600,0 940,0 1600,0 940,00 1340,0 Autonomía en km. 4,00 9,0 26,0 130,0 40,0 160,0 Energía cinética a la salida en toneladasmetros 0,413 119,3 5629,0 15360,0 41440,00 183000,0 Lo mismo en kgm 413 383,9 364, 0 108,0 366,00 33 3,0 Fuerza de tracción media en kg. 516 59700,0 534 850,0 457140,0 2 039 400,00 3 602 400,0 Presión media en am. 1053 1350,0 1544,0 132,0 1572,00 1 777,0 Tiempo medio de vuelo del cañón en segundos 1/563 1/150 1/46 1/23 1/23 1/13 Potencia media en CV. 3100 238600,0 3359500,0 473200,0 12780000,00 32780 000,0 Potencia media por peso de barril desde hp/kg. 3100 769,7 217,4 33,35 115,63 58,24
El problema de disparar un cañón a la luna.
* También llamada "súper artillería". (Nota del editor)
a) Columbiad "Cannon Club"
Sólo después de proporcionar la información anterior sobre los cañones podremos finalmente pasar a discutir el problema de disparar un cañón a la Luna. Al mismo tiempo, haremos una valoración crítica de hasta qué punto el audaz proyecto, descrito detalladamente por Julio Verne en su famosa novela De la Tierra a la Luna, corresponde a la visión moderna de la balística. Parece seguro que Jules Berne, antes de escribir esta novela, se aprovechó de los consejos y orientaciones de los expertos más destacados de su tiempo y no informó, como suele suponerse, de figuras absolutamente fantásticas como muchos de sus seguidores.
El capítulo III describe cómo el mensaje de Barbican afectó al público. El capítulo IV informa de las conclusiones del Observatorio de Cambridge sobre la parte astronómica de la empresa. Presentamos brevemente las preguntas y respuestas (con la conversión de todas las cantidades a medidas métricas).
En el primer capítulo de su novela, Jules Berne presenta al lector el “Cannon Club” como una sociedad de artilleros fanáticos, cuyos miembros “gozan de respeto en proporción directa al cuadrado del alcance de las armas que han inventado”. El segundo capítulo describe una asamblea general extraordinaria en la que el presidente del Barbican Club, para consolar a los miembros de que ya no existe la posibilidad de una guerra en la Tierra y inflamar su orgullo balístico, les hace una oferta para volar al Luna en bala de cañón. El clímax del discurso es su final, en el que Barbicane expresa su confianza en el conocimiento de los miembros del club de cañones de que no hay límites para la potencia de las armas y el poder de la pólvora, tras lo cual el orador finaliza su discurso con estas palabras. : “Después de considerar la cuestión desde todos los lados y comprobar cuidadosamente todas sus conclusiones, llegué a la conclusión estrictamente científica de que cualquier proyectil enviado a la Luna con una velocidad inicial de 12.000 yardas por segundo ciertamente debe alcanzar esta luminaria. Por eso, queridos colegas, los convoqué a una reunión; les sugiero que hagan este pequeño experimento”. 12.000 yardas equivalen aproximadamente a 11.200 m. Como podemos ver, Barbican captó correctamente la esencia del asunto.
¿Cuál es la distancia exacta de la Luna a la Tierra? - Respuesta: Fluctúa debido a la excentricidad de la órbita lunar. La distancia más pequeña posible entre los centros de estas dos luminarias es de 357.000 km. Restando de aquí los radios de la Tierra y la Luna (6.378 km y 1.735 km), obtenemos la distancia más pequeña entre los puntos más cercanos en las superficies de estos cuerpos, igual a 348.900 km.
¿Es posible trasladar un núcleo de la Tierra a la Luna? - Respuesta: Sí, si le das una velocidad inicial de 11.200 m/seg.
¿Cuándo se encuentra la Luna en la posición más favorable para esto? - Respuesta: Cuando está en el perigeo (es decir, más cercano a la Tierra) y al mismo tiempo en el cenit del cañón.
¿Cuánto tiempo tardará un proyectil, lanzado con suficiente velocidad inicial, en recorrer esta distancia y, por tanto, en qué momento exacto se debe lanzar este proyectil para que caiga sobre la Luna en una fecha determinada? - Respuesta: El proyectil tardará 97 horas en viajar. 13 min. 20 seg. Es durante este período de tiempo que será necesario disparar antes del momento en que el proyectil deba caer sobre la Luna.
¿Dónde debería estar la Luna en el momento del disparo? - Respuesta: A una distancia de 64° del cenit, porque eso es lo que tendrá tiempo de moverse en estas 97 horas. más que eso (aquí también tenemos en cuenta la desviación que recibirá el núcleo debido a la rotación de la Tierra).
5 ¿A qué punto del cielo se debe apuntar el arma? - Respuesta: En el cenit; por lo tanto, el arma debe instalarse en un área en cuyo cenit se pueda ubicar la Luna, es decir, en el área comprendida entre las 28 latitudes norte y sur.
El Capítulo VII inicia el debate respecto del núcleo. No se puede decir que se hayan llevado a cabo de manera particularmente profesional. El sentimiento de inspiración juega en ellos un papel decisivo. La magnitud, es decir El diámetro exterior del núcleo (inicialmente estamos hablando solo de un núcleo redondo, pero no de un proyectil alargado) está determinado por la condición por la cual podría ser visible durante su movimiento, así como en el momento de caer sobre el Luna. El Presidente del Barbican Cannon Club espera ser construido e instalado en la montaña más alta El enorme espejo americano alcanza 48.000 aumentos y gracias a ello es posible discernir un cuerpo de 9 pies de diámetro en la superficie de la Luna. Por lo tanto, el diámetro del núcleo debe ser de 9 pies (108 pulgadas estadounidenses de 25 mm = 2,70 m). Un aumento así, por supuesto, es impensable, pero en este caso no juega un papel importante. Basta con llenar el núcleo con pólvora, que inmediatamente estallaría en llamas cuando el proyectil impactara la superficie lunar. Esta sería una prueba fiable de que el proyectil impactó en la Luna y, además, ese destello es mucho más fácil de ver que el propio proyectil. Tenga en cuenta que el profesor estadounidense Goddard propone suministrar pólvora a sus cohetes precisamente para ese destello.
Como puede verse, Jules Berne se esfuerza por esculpir el caso más simple para presentar todo el asunto al lector de la forma más comprensible posible. Quiere disparar a la Luna que se mueve en su órbita, llevándola un poco hacia adelante, como un cazador dispara a una liebre desde un carro que se mueve lentamente, cuando también debe tener en cuenta la velocidad de este carro. El proyectil debe volar de la Tierra a la Luna casi en línea recta. En realidad, como se puede establecer construyendo paralelogramos de velocidad para todos los puntos de la trayectoria, el proyectil describirá una curva con un punto de inflexión, similar a la letra latina S (Fig. 25), esto ocurrirá debido al efecto combinado de la rotación de la Tierra y el impacto del disparo sobre el proyectil. Arroz. 2 La trayectoria del proyectil que el Cannon Club pretendía enviar a la Luna. Z es la dirección en la que se disparó el tiro en el momento en que la Luna estaba en el punto A. C es la posición de la Luna en la que el proyectil la alcanzará. B es la trayectoria del proyectil. S-S es el límite de la esfera de gravedad entre la Tierra y la Luna. (El dibujo está realizado de forma esquemática, no a escala).
En primer lugar, se propone fundir un núcleo macizo de hierro fundido. Pero esto asusta al mayor Elfiston. Barbican propone entonces hacer el núcleo hueco por dentro, de modo que pese sólo 2,5 toneladas. Finalmente, todos llegan a la decisión general de construir un núcleo hueco de aluminio que pese 20.000 libras o 10 toneladas. Las paredes de este núcleo deberían tener un espesor de 12 pulgadas. . Al final del debate, los asambleístas están confundidos por la cuestión del coste de la “experiencia”, porque Julio Verne valoraba el aluminio al precio de entonces de 9 dólares la libra. Actualmente, un kilogramo de este metal cuesta menos de cincuenta dólares, por lo que la cuestión de su precio en este caso no podría desempeñar un papel importante.
La reunión continúa.
J. T. Maston, el indomable secretario del Cannon Club, exige desde las primeras palabras que el cañón tenga al menos media milla de largo (es decir, al menos 800 m, ya que 1 milla = 1,61 km). Acusado de pasión por la exageración, Maston intenta refutar esto enérgicamente. Y, de hecho, no está tan lejos de la verdad. Si Barbican hubiera seguido su consejo, el núcleo sin duda habría volado a la Luna con mayor precisión. El presidente llama la atención sobre el hecho de que normalmente las armas son entre 20 y 25 veces más largas que su calibre, y Maston le dice directamente a la cara que también podría disparar a la Luna con una pistola. Finalmente, todos coinciden en que la longitud del arma es 100 veces mayor que su calibre, es decir igual a 900 pies o 270 m. Como veremos más adelante, esta longitud es realmente insuficiente. Se propone hacer las paredes del cañón de seis pies de espesor, valor que se acepta sin objeciones. Un cañón que ocupa una posición vertical debe fundirse directamente en el suelo con hierro fundido. J. T. Maston calcula que pesará 68.040 toneladas. Barbican aparentemente supone que la tierra que rodea el arma lo comprimirá tanto que no explotará cuando se dispare. Esto es bastante probable si imaginamos que el cañón del arma está colocado en una roca muy dura y homogénea, como granito, pórfido, etc. (Figura 26). Entonces, el cañón de metal será, de hecho, sólo el revestimiento interior de un cañón de piedra auténtica, cuya resistencia es extremadamente alta y no podemos evaluarla con precisión.
Glad VIII describe una reunión del comité del Cannon Club en la que se discute la cuestión del cañón en sí. La tarea que tenemos entre manos es clara: es necesario que un núcleo que pesa 10 toneladas alcance una velocidad de 11.200 m/seg al salir. El diámetro de este canal también se conoce, ya que el núcleo debe tener un diámetro de 270 cm. La cuestión es cuánto tiempo hay que construir el cañón y qué espesor deben tener las paredes para que pueda soportar la presión del los gases de pólvora cuando se disparan. Arroz. 26 Sección vertical del Columbiad de Barbican.
Después de esto, los miembros del comité se preocupan mucho por el enorme volumen de tal cantidad de pólvora. Resulta que 800 toneladas de pólvora llenarán el cañón del arma planeada a la mitad, por lo que será demasiado corto. Finalmente, logra salir del problema decidiendo utilizar piroxilina en lugar de pólvora. La reunión del club termina con la confianza de que la cantidad de pólvora que llena el cañón del arma a lo largo de 54 m producirá una explosión de la misma fuerza que las 800 toneladas de pólvora propuestas originalmente por Barbican. De esta manera lo necesario velocidad de arranque a 11.200 m/seg.
El capítulo IX está dedicado a la cuestión de la pólvora. Jules Berne hace argumentar a sus héroes de la siguiente manera: 1 litro de pólvora pesa 900 g y libera 4.000 litros al explotar. gas En los cañones ordinarios, el peso de una carga de pólvora es 2/3 del peso del proyectil, pero en los cañones grandes esta fracción se reduce a 1/1. Aquí Maston expresa la idea de que si esta teoría es realmente correcta, entonces si el arma es de tamaño suficiente, no será necesaria pólvora para disparar. Pero la reunión vuelve a tornarse seria y después de que se ha decidido utilizar pólvora gruesa Rodman, se acerca el momento en que será necesario determinar la cantidad de pólvora. Aquí los miembros del comité, mirándose impotentes y sin poder hacer un cálculo exacto, proponen al azar varias cantidades. El miembro del comité Morgan sugiere llevar 100 toneladas de pólvora, Elphiston aconseja llevar 250 toneladas, y el ardiente secretario exige 400 toneladas. Y esta vez no sólo no mereció el reproche de exageración por parte del presidente, sino que este último encuentra esta cifra insuficiente y exige su duplicación, como resultado de lo cual la relación entre los pesos de la bala de cañón y la pólvora se vuelve igual a 1:80.
En cuanto al papel de la resistencia aérea, encontramos en Julio Verne en el Capítulo VIII sólo una observación casual: "que será insignificante". Es nuestro deber investigar esta cuestión con mayor precisión, porque ya hemos tenido ocasión de comprobar más de una vez que los cálculos de los entusiastas miembros del Cannon Club son algo poco fiables.
Dado que la longitud total del cañón del arma es de 270 m, de los cuales 54 m corresponden a una carga de piroxilina, el núcleo se moverá dentro de él durante 216 m, a lo largo de esta longitud se le debe dar toda la energía cinética de 64 mil millones de kgm. , con el cual deberá estar presente en el momento de la salida del barril. Esta cifra se obtiene en base al peso del proyectil de 10.000 kg y a la velocidad requerida de salida del cañón de 11.200 m/s. Y de aquí, a su vez, obtenemos que la presión promedio en el orificio del cañón será de 5175 atm, la duración del vuelo en el cañón será de 1/26 s y el trabajo realizado por dicho disparo será de 22,2 mil millones de hp.
En el momento del disparo, sobre el núcleo del Barbican, en la boca del arma hay una columna de aire de 216 m de alto y 2,70 m de diámetro, toda esta masa de aire no puede ir a ningún lado y se comprimirá como un resorte de acero. por un proyectil que se eleva a una velocidad tremenda. Dado que la velocidad del proyectil en el canal del arma excede significativamente (al final, más de 30 veces) la velocidad del sonido, este aire ni siquiera podrá escapar hacia arriba por el orificio de la boca, porque no habrá tiempo suficiente para este. En resumen, aquí la situación será como si frente a la bala de cañón que despega hubiera una gorra o funda de este aire comprimido, que se disipará hacia los lados solo después de que el proyectil salga del cañón del arma. Hablando en lenguaje tecnológico, diremos que el proyectil debe impartir su propia velocidad a toda la masa de esta columna de aire antes de salir del arma y, además, realizar el trabajo de comprimir el mismo aire.
Distinguiremos entre dos tipos de resistencia del aire, a saber, la resistencia de la columna de aire situada en el canal del cañón, y la resistencia de toda la atmósfera que el proyectil está destinado a atravesar al salir de la boca del cañón.
* Aquí el autor sin duda exagera la cantidad de resistencia del aire en la boca de un arma, suponiendo que todas las partículas de aire en la boca adquieren la velocidad máxima del proyectil. De hecho, no más de la mitad del aire contenido en el cañón puede adquirir tal velocidad. (Nota del editor)
El volumen de la columna de aire situada en la boca será igual a 1.237 m3; su peso, a razón de 1,2 kg por cada metro cúbico, ascenderá a 1.500 kg, es decir, aproximadamente 1/6 del peso del proyectil. Para darle a esta masa una velocidad de 11.200 m/s, es necesario realizar un trabajo adicional equivalente a casi exactamente 1/6 de la cantidad encontrada originalmente de 63,78 mil millones de kgm. Por lo tanto, para superar la resistencia del aire en la boca de un arma y comprimir este aire, será necesario gastar aproximadamente 14 mil millones de kg más de trabajo de lo que se calculó antes de tener en cuenta la resistencia del aire *. Recordemos que la presión media de los gases de pólvora situados detrás del proyectil resultó ser de poco más de 5.000 atm y que esta cifra sin duda se superará notablemente al principio y luego, a medida que el proyectil se acerque cada vez más a la boca. la apertura, por el contrario, ni siquiera se logrará. Debido a esto, puede suceder que incluso antes de que el proyectil salga de la boca del arma, la presión cada vez mayor del aire que comprime supere la presión cada vez menor de los gases de pólvora ubicados detrás del proyectil, como resultado de lo cual el El proyectil, mientras todavía está en la boca, quedaría inhibido.
La situación es peor con la resistencia del aire sobre el arma. Es cierto que desde el momento en que el proyectil sale de la boca disminuirá rápidamente y al final del primer segundo será solo 1/5 de su valor inicial. Pero al mismo tiempo, con una velocidad de salida del proyectil igual a 11.200 m/s y con su coeficiente de forma p=1/6, la resistencia del aire será de aproximadamente 230 a. Como resultado, el proyectil hueco de aluminio de Barbican sería como una pompa de jabón empujada contra una tormenta por un taco de billar.
Afortunadamente, esta resistencia (la columna de aire en la boca de un arma), para superarla se necesitarán hasta 14 mil millones de kgm, se puede evitar si descubrimos cómo bombear el aire del arma inmediatamente antes de disparar. Pero entonces, por supuesto, debemos dotar a la boca del cañón de una cubierta que sea ligera, pero al mismo tiempo lo suficientemente resistente como para que la presión exterior de la atmósfera no la atraviese. Entonces la bala de cañón, saliendo volando por el orificio del cañón a una velocidad constante, rompería fácilmente esta tapa desde el interior, gastando sólo unas pocas decenas de kilogramos en ella.
Y además, un proyectil de este tipo en ningún caso podría penetrar todo el espesor de la atmósfera terrestre, ya que para ello su carga lateral de 10.000 kg / 57.256 cm2 = 175 g/cm2 es completamente insuficiente. Sin embargo, si se disparara a una velocidad de 11.200 m/s, este proyectil adquiriría una fuerza de 6,4 millones de kg por 1 kg de su peso. Pero al mismo tiempo, por 1 cm2 de su sección transversal adquiriría una energía cinética de sólo 1,12 millones de kgm, es decir. dos el 60% de la energía cinética que tendría que ser absorbida únicamente por la resistencia del aire si se mantuviera la velocidad parabólica. De aquí se desprende claramente que el famoso proyectil del Cannon Club, si no hubiera acabado ignominiosamente en el cañón de un cañón, habría quedado “atascado” en el aire en el primer segundo de su vuelo. Lejos de poder alcanzar la Luna, este proyectil, aunque no se fundiera, en realidad sólo podría describir un arco ridículamente corto sobre la Tierra. Jules Berne cita una objeción de este tipo en su novela, pero no la desarrolla más. Aparentemente, quería insinuar a sus lectores conocedores que sabía por qué el Columbiad de Barbican era, de hecho, impracticable.
Debido a la insignificante resistencia de sus paredes, este proyectil, incluso en la boca del arma, sería aplastado hasta convertirse en una torta por la enorme presión de los gases de pólvora que lo presionan desde atrás y la poderosa resistencia de la columna de aire ubicada en el hocico delante de él. Incluso es muy posible que, como resultado, simplemente no pueda salir volando del cañón. Tenemos que pensar en esta última posibilidad porque Barbican no menciona nada sobre los anillos guía, que en este caso son necesarios no tanto por el estriado, sino por la estirabilidad del aluminio. Estos aros desempeñarían el papel de aros de pistón en nuestros motores de automóviles. Barbican pasó por alto el hecho de que el aluminio tiene un coeficiente de expansión tres veces mayor que el hierro fundido.
Desde el punto de vista de la balística moderna, en primer lugar, es necesario calcular, teniendo en cuenta la resistencia del aire, la velocidad requerida al salir del orificio del cañón para un calibre determinado con una carga lateral permitida y una determinada forma del proyectil. En este caso obtenemos dos familias de curvas que divergen como un abanico. Algunas de las curvas de ambas familias se cruzan entre sí, pero la otra parte no se cruza. Los puntos de intersección de la primera parte nos dan una solución al problema planteado a velocidades finitas de salida del cañón. La segunda parte de las curvas indica que para la correspondiente carga lateral y forma del proyectil no hay velocidad alguna, por alta que sea, a la que el proyectil, bajo la influencia del exceso de energía cinética que se le imparte (sobre el voltaje de el campo gravitacional) podría superar la correspondiente resistencia del aire. Las soluciones más ventajosas se comparan en la Tabla 1 Carga lateral 2,0 kg/cm2 1,5 kg/cm2 1,0 kg/cm2 0,75 kg/cm2 0,5 kg/cm2 0,33 kg/cm2 Velocidad de salida V km/seg km/seg km/seg km/seg km/seg km/seg Para el coeficiente de forma ð=1/2 14,65 16,80 27,70 - - - Para el coeficiente de forma ð=1/3 13,15 13,95 16,75 21,90 - - Para el coeficiente de forma p=1/6 12,05 12,40 13,15 14,10 16,85 27,50 Para el coeficiente de forma p=1/12 11,55 11,57 12, 06 12,55 13,15 14,65 Para un calibre de 30 cm, velocidad de salida - 1.060,35 706,90 353,45 - - Energía cinética en el momento de la salida para p = 1/6 en toneladas por 1 cm2 - 8.309.400 6 230 700 5 120 400
b) El problema del disparo a la Luna desde el punto de vista de la balística moderna
Es cierto que es muy fácil hacer un cálculo teórico del arma necesaria para el fin previsto. Partiendo de la magnitud de la energía cinética del proyectil en el momento de su salida del cañón, igual a 8.646.500 kgm/cm2, y tomando la presión media de los gases de pólvora a 6.000 atm, obtenemos la longitud requerida del cañón de 1.441 m. Si queremos limitarnos a lo indicado por Julio Verne en su novela con un cañón de 216 m de longitud, tendríamos que utilizar una presión de gas de pólvora de exactamente 40.000 atm. Aceptando, de conformidad con la experiencia adquirida en la construcción de cañones de largo alcance, que velocidades más altas las salidas del proyectil del ánima se obtienen con un cañón de 150 calibres, llegamos a la conclusión de que para un arma capaz de enviar un proyectil a la Luna sería suficiente un calibre de 144 cm. Si, con un cañón especialmente liso, Si se pudiera aumentar su longitud a 208 calibres, entonces un calibre de exactamente 1 m sería suficiente para este propósito, pero en la práctica todos estos cálculos resultan completamente inútiles, debido a que una presión media tan alta no se puede lograr con Los explosivos modernos ni resisten nuestras mejores calidades de acero, adecuadas para fabricar un cañón.
De aquí vemos que, por ejemplo, con una carga lateral técnicamente factible de 1 kg/cm2, una velocidad de salida del cañón de 13.150 m/s (en lugar de 11.182 m/s en un espacio sin aire) sería suficiente para lanzar un proyectil con coeficiente de forma p = 1/6 a la Luna. Lograr esta velocidad depende sólo de la carga lateral y del alargamiento, pero no del calibre. Toda la cuestión se reduce a si es posible impartir esta velocidad al proyectil cuando sale del cañón. La respuesta a esta pregunta sólo puede darse mediante cálculos.

Así vemos que el resultado es negativo. En otras palabras, con la ayuda de nuestros medios técnicos modernos, la posibilidad de enviar un proyectil de cañón a la Luna queda completamente excluida. Sin embargo, no hay que lamentarse especialmente de esto, porque incluso si fuera posible, con un proyectil así la gente nunca podría viajar a nuestro satélite, como describe Jules Verp. Esto se explica por el hecho de que la aceleración en el momento del disparo tendría que superar los 300.000 m/seg. Este valor es aproximadamente 1.000 veces mayor que la aceleración que, en el mejor de los casos, puede soportar una persona sin riesgo de ser aplastada instantáneamente. . Y enviar un proyectil de artillería al espacio sin pasajeros y costando varios millones de rublos no tendría mucho sentido. De hecho, ¿cuál sería el beneficio de aumentar el número de miles de millones de meteoros de hierro y níquel que atraviesan el espacio por cada proyectil de acero?