Cầu chì của pháo binh hải quân Nga trong Chiến tranh Nga-Nhật. mảng ống. 1894
Tài liệu này là phần bổ sung cho loạt bài viết của tôi dành cho súng và đạn pháo hải quân trong nước dành cho chúng. Tôi bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Alexey Rytik đáng kính (trong số những người khác, một trong những tác giả của VO) vì sự hỗ trợ đã cung cấp và việc cung cấp một số nguồn mà tôi không thể tiếp cận được.
Một chút lý thuyết
Trong Chiến tranh Nga-Nhật, phục vụ cho lực lượng nội địa hạm đội bao gồm các loại cầu chì khác nhau, còn được gọi là ống, bao gồm:
1) ống sốc cho đạn nổ mạnh - đảm bảo đạn nổ sau khi va vào chướng ngại vật;
2) ống sốc dùng cho đạn xuyên giáp - đảm bảo đạn bị vỡ sau khi xuyên qua giáp;
3) ống từ xa - cung cấp khả năng kích nổ ở một khoảng cách nhất định so với vũ khí đã bắn nó;
4) ống tác động kép - kết hợp đặc tính của ống đệm và ống sốc. Nghĩa là, một viên đạn được trang bị một ống như vậy sẽ phát nổ ở một khoảng cách nhất định, nhưng nếu ngay cả trước khi nó đi được khoảng cách này thì viên đạn sẽ bắn trúng mục tiêu, thì không giống như ống khoảng cách, khe hở vẫn sẽ xảy ra.
Bài viết gửi đến bạn đọc thân mến thảo luận về thiết kế và nguyên lý hoạt động của chỉ có hai ống, đó là:
1) mảng ống sốc. 1894 (được sửa đổi bởi Baranovsky);
2) ống sốc tác động kép do Thuyền trưởng A.F. Brink thiết kế.
Lý do cho sự chọn lọc này là vì chính những ống này được trang bị đạn xuyên thép cỡ trung và cỡ lớn trong nước và đạn nổ mạnh, đã trở thành loại đạn chính. vũ khí Tàu Nga trong trận hải chiến 1904–1905. Tôi sẽ không xem xét các loại ống hải quân khác trong bài viết này, nhưng để hiểu rõ hơn về các đặc điểm thiết kế, tôi sẽ trình bày mô tả ngắn gọn về cầu chì 11DM, được sử dụng làm đạn pháo phòng thủ bờ biển và chiếm giữ, có thể nói, ở vị trí trung gian. giữa mod ống. 1894 và một ống Brink.
Các ống trên, bao gồm 11DM, là cầu chì quán tính, va đập, đáy. Trong trường hợp này, “đáy” ám chỉ vị trí của các ống được vặn vào đáy đạn, “tác động” ám chỉ việc kích hoạt do tiếp xúc với mục tiêu và “quán tính” ám chỉ lực đảm bảo cho đạn bắn. tác động của tiền đạo lên lớp sơn lót.
Tôi lưu ý rằng các đường ống này có thể được gọi hơi khác nhau trong các nguồn (ví dụ: “mẫu ống 1894”) nhưng tất nhiên, điều này không làm thay đổi bản chất.
Ống sốc arr. 1894
Mô tả thiết kế và nguyên lý hoạt động của ống mẫu. 1894, cùng với bức vẽ của cô ấy, tôi đã lấy từ sách giáo khoa “Khóa pháo binh hải quân. Phần I. Thuốc súng, súng, đạn và ống” của I. A. Yatsyno (ấn bản thứ hai, 1900), trang 205–206. Tôi lưu ý rằng thông tin do I. A. Yatsyno đưa ra hoàn toàn được xác nhận bởi “Sách giáo khoa về pháo binh dành cho học sinh các lớp xạ thủ và hạ sĩ quan pháo binh của phân đội huấn luyện pháo binh của Hạm đội Baltic”, Mục VI “Đạn, ống đạn, ống đạn để đốt điện và đạn, pháo sáng và tên lửa", được xuất bản bởi nhà in của Bộ Hải quân ở Bộ Hải quân năm 1909.
Thật không may, chất lượng của bản vẽ còn nhiều điều chưa được mong đợi, nhưng nguyên tắc hoạt động có thể được giải thích trên đó.
Thân được làm bằng đồng màu vàng, có hình trụ, một đáy. Ống lót đầu (1) có một lỗ ở giữa để truyền lửa từ lớp sơn lót trực tiếp vào thân đạn. Lỗ này được che bằng một miếng đệm mỏng bằng đồng (2) để bảo vệ bên trong ống khỏi bị nhiễm bẩn. Tất nhiên, miếng đệm đủ mỏng để lửa có thể dễ dàng vượt qua nó khi bắn lớp sơn lót.
Bên dưới ống tay áo đầu là một ống tay áo bên trong chứa viên nang. Viên nang là một chiếc cốc bằng đồng đỏ (3), trong đó có một thành phần gây sốc (4), là hỗn hợp của muối Berthollet, fulminat của thủy ngân và antimonium.
Dưới ống bọc bên trong có một bộ kéo dài (5) - một hình trụ có rãnh xuyên rộng bên trong, không được cố định bằng bất cứ thứ gì và có thể di chuyển tự do bên trong ống, nhưng nằm trên một lò xo an toàn (6), sẽ được thảo luận dưới đây .
Và cuối cùng là tiền đạo (7), được trang bị một cú đâm sắc bén (8). Cú đánh này cũng có thể di chuyển tự do trong ống, nhưng trước khi bắn, nó đã bị một thanh kéo dài và lò xo an toàn ép xuống đáy ống.
Nguyên lý hoạt động rất đơn giản. Trong quá trình bắn đạn, bộ phận giãn do lực quán tính mang đi sẽ dịch chuyển xuống đáy ống, từ đó nén và làm thẳng các chân của lò xo an toàn.
Sau đó, tay trống đã được tự do. Nhưng trong khi đạn đang bay, đòn tấn công, giống như bộ phận giãn nở, bị ép xuống đáy ống bởi cùng một lực quán tính hướng theo hướng ngược lại với đường bay của đạn. Tuy nhiên, khi một viên đạn chạm vào một chướng ngại vật nhất định, nó sẽ tiêu hao năng lượng một cách tự nhiên để vượt qua chướng ngại vật đó và giảm tốc độ, mất tốc độ.
Lúc này, người tấn công, bị lực quán tính cuốn đi theo hướng ngược lại (theo hướng chuyển động của đạn), tiếp tục chuyển động với tốc độ rất gần với tốc độ của đạn trước khi va chạm, bao trùm khoảng cách. đến mồi, đánh và đốt cháy nó. Ngọn lửa xuyên qua miếng đệm bằng đồng, đốt cháy điện tích chính của đạn, dẫn đến một vụ nổ.
Điều thú vị là V.I. Rdultovsky trong “Bản phác họa lịch sử về sự phát triển của ống và cầu chì từ khi bắt đầu sử dụng cho đến khi kết thúc Thế chiến 1914–1918”. chứa thông tin về ống mẫu. 1883, có thiết bị cực kỳ giống với mod ống. 1894 với sự khác biệt tối thiểu.
Tôi có thể đoán như sau. mảng ống. 1883 được sử dụng trong pháo binh ven biển, nghĩa là nó được Bộ Quân sự tạo ra. Có khả năng là Baranovsky sau đó đã lấy thiết kế của nó và sửa đổi nó cho phù hợp với nhu cầu của hạm đội, sau đó nó được liệt kê trong Cục Hàng hải dưới dạng mod dạng ống. 1894. Trong trường hợp này, việc đặt tên ống mẫu trở nên rõ ràng. 1894 bởi I. A. Yatsyno do Baranovsky sửa đổi.
mảng ống. 1894 trong hạm đội nội địa có thể được sử dụng độc quyền trong các loại đạn chứa đầy bột khói hoặc không khói. Nó hoàn toàn không phù hợp với đạn pháo có chứa pyroxylin, vì viên nang chứa trong nó không có đủ năng lượng để kích nổ điện tích pyroxylin trong đạn.
Về cầu chì tức thời
Sự khác biệt cơ bản giữa cầu chì tác động tức thời và cầu chì quán tính là thời gian hoạt động của chúng giảm đi. Đối với cầu chì tức thời là 0,001 giây, trong khi đối với cầu chì quán tính là khoảng 0,005 giây. xấp xỉ.
Cầu chì tức thời có thể là cầu chì đầu, đảm bảo cho đạn nổ ngay khi tiếp xúc với mục tiêu. Để làm ví dụ, tôi sẽ đưa ra một minh họa về “Các nguyên tắc cơ bản của thiết bị và thiết kế súng và đạn pháo mặt đất” (Voenizdat, 1976).
A – trước khi đạn chạm chướng ngại vật; b – khi đạn chạm chướng ngại vật; 1 – tiền đạo phản lực; 2 – màng; 3 – viên nang
Do những điều trên và mặc dù thực tế là trong tài liệu, chẳng hạn như trong tác phẩm của V. Polomoshnov “Trận chiến ngày 28 tháng 1904 năm 1894 (Trận chiến Hoàng Hải (Trận chiến mũi Shantung)”, mô hình ống năm XNUMX là thường được gọi là ống tức thời (tác giả bài viết này cũng phạm tội với điều này), nó có quán tính và thời gian tác dụng của nó dài hơn so với ống tức thời.
Đặc điểm của cầu chì quán tính sử dụng ví dụ về ống mẫu. 1894
Thời gian hoạt động của ống hồi lưu 1894 bao gồm:
1) khoảng thời gian chuyển động của va chạm từ thời điểm va chạm với chướng ngại vật cho đến khi viên nang bắt đầu phát nổ;
2) thời gian nổ của viên nang;
3) khoảng cách giữa sự truyền xung nhiệt và khoảng cách từ mồi đến thuốc súng mà đạn được nạp.
Người ta tin rằng cầu chì quán tính có thời gian tác dụng khoảng 0,005 giây, nhưng trên thực tế thời gian quy định không phải là hằng số.
Tại sao?
Thời gian phát nổ của mồi được xác định bởi thành phần hóa học và lượng thuốc nổ. Thật không may, tôi không có bản vẽ của mảng ống. 1894, nhưng dựa trên những bản vẽ mà tôi có, có thể giả định rằng độ dày của vỏ ngòi nổ không vượt quá 1 cm, có tính đến tốc độ phát nổ của thủy ngân fulminat có trong thành phần của nó là 5 m/s, hoàn toàn vụ nổ sẽ xảy ra trong 400 giây - tức là một thời gian ít ỏi ngay cả theo tiêu chuẩn của cầu chì.
Đối với xung nhiệt, giả sử rằng nó sẽ cần truyền đi 3 cm để vượt ra ngoài ống và tính đến tốc độ truyền của xung nhiệt là 300 m/s, chúng ta thu được thời gian là 0,0001 giây.
Theo đó, thời gian phát nổ của mồi và truyền xung nhiệt là không đáng kể, phần lớn thời gian hoạt động của cầu chì bị chiếm bởi thời gian chuyển động của ngòi nổ đến mồi.
Đổi lại, thời gian chuyển động của tiền đạo được xác định bởi hai thành phần:
1. Khoảng cách mà tiền đạo phải di chuyển. Nó bao gồm khoảng cách giữa đầu và viên nang và cái gọi là độ sâu đâm thủng - khoảng cách phải di chuyển trong viên nang để đảm bảo cho viên đạn phát nổ.
Nói chung, tổng của các độ dài này cũng có xu hướng không đổi. Khoảng cách giữa chốt bắn và mồi ở ống mẫu. 1894 là khoảng 9 mm. Độ xuyên sâu của lớp sơn lót cần thiết để phát nổ đối với các loại đạn hiện đại được ước tính là 1,2–1,5 mm; nó có lẽ giống với lớp sơn lót của ống mẫu. 1894.
Tổng cộng, khoảng cách di chuyển của tiền đạo có thể được xác định là (trung bình) 14 mm.
2. Tốc độ chuyển động của búa so với thân đạn. Nó phụ thuộc vào một số thông số bên ngoài, chẳng hạn như độ lệch của đường bay của đạn so với mặt phẳng mục tiêu tại thời điểm nó chạm vào nó, tốc độ quay của đạn, v.v.
Ngoài ra còn có các yếu tố bên trong - tay trống của dàn ống. 1894, đi theo ngòi nổ, sẽ kéo theo một lò xo an toàn phía sau, các chân của lò xo này sẽ tiếp xúc với bộ phận kéo dài và năng lượng sẽ được tiêu tốn cho việc này.
Không cần thiết phải xem xét tất cả những yếu tố này trong bài viết này, và thành thật mà nói, điều đó là không thể - tôi vẫn chưa phải là một nhà vật lý được đào tạo bài bản. Do đó, xa hơn, để làm ví dụ, tôi sẽ xem xét một trường hợp đơn giản mà ngay cả người không chuyên cũng có thể hiểu được - một viên đạn bắn trúng mục tiêu phẳng ở góc 90 độ so với bề mặt của nó (độ lệch so với bình thường là bằng XNUMX). Tôi bỏ qua lực ma sát của va đập trong quá trình chuyển động là không đáng kể - bạn vẫn cần hiểu rằng khi tháo lò xo an toàn có phần kéo dài, va đập sẽ di chuyển tự do bên trong ống.
Xem xét các giả định trên, tốc độ của viên đạn so với thân đạn sẽ bằng tốc độ mà viên đạn sẽ mất đi trong quá trình vượt qua chướng ngại vật - sau khi chạm vào nó, viên đạn sẽ bay chậm hơn và viên đạn sẽ bay vào bên trong nó sẽ duy trì tốc độ như viên đạn trước khi chạm vào chướng ngại vật.
Một thực tế rất đơn giản sau đây. Thời gian hoạt động của ống hồi lưu Năm 1894 được xác định chủ yếu bởi sức mạnh của rào chắn mà đạn được trang bị nó va chạm vào.
Một vài tính toán
Hãy thử mô phỏng hoạt động của ống mẫu. 1894 sử dụng ví dụ đạn 6 mm bắn trúng tấm thép 12 mm với tốc độ tương ứng với khoảng cách 15 dây cáp pháo.
Để làm điều này, chúng tôi sử dụng công thức của de Marre cho áo giáp không có lớp xi măng dày dưới 75 mm, ví dụ như được đưa ra trong “Khóa học về chiến thuật hải quân”. Pháo binh và thiết giáp” của Giáo sư L. G. Goncharov.
Chúng tôi đồng ý:
– “K” cho tấm thép 12 mm bằng 1, thấp hơn một chút so với giá trị điện trở của áo giáp đồng nhất được một giáo sư đáng kính khuyến nghị;
– Khoảng cách di chuyển của tiền đạo 14 mm.
Chúng ta được rằng một viên đạn 6 dm nặng 41,5 kg, được bắn từ pháo Kane ở khoảng cách 15 dây cáp pháo, sẽ có tốc độ trên tấm vải là 509,9 m/s, và sau khi vượt qua nó - 508,4 m/s. Sự khác biệt về tốc độ sẽ là 1,495 m/s. Ngược lại, điều này có nghĩa là người đập, cho đến thời điểm đạn tiếp xúc với tấm thép, đã chuyển động với tốc độ đạn là 509,9 m/s và có tốc độ tương ứng với đạn là 0 m/s, và sau khi vượt qua tấm, tốc độ của nó so với đạn tăng lên 1,495 m/s. Theo đó, tốc độ trung bình của người tấn công trong thời gian vượt qua chướng ngại vật bằng một nửa giá trị này hay 0,7476 m/s.
Giả sử viên đạn mất tốc độ khi vượt đều tấm thép kể từ lúc chạm vào cho đến khi phần dưới cùng của viên đạn thoát ra khỏi vỏ tấm thép. Sau đó, đạn mất tốc độ ở khoảng cách bằng chiều dài của nó cộng với độ dày của chướng ngại vật, đối với đạn 6 inch thì tốc độ này sẽ xấp xỉ 0,5 m. Đạn bao phủ nửa mét này với tốc độ trung bình là 509,15 m trong khoảng 0,00098 giây .
Theo đó, kể từ thời điểm viên đạn tiếp xúc với chướng ngại vật, người đánh di chuyển trong 0,00098 giây đầu tiên với tốc độ trung bình 0,7476 m/s, sau đó với tốc độ 1,495 m/s.
Từ đây có thể dễ dàng tính được rằng tiền đạo sẽ bao phủ 14 mm trong 0,0096 giây. Lúc này đạn sẽ ở khoảng cách 4,51 m (khoảng cách giữa đáy đạn và tấm thép). Tại thời điểm này, viên nang phát nổ. Và sau 0,0001 giây nữa, trong đó đạn sẽ đi được 5 cm, xung nhiệt sẽ chạm tới thuốc súng mà đạn được trang bị.
Nhưng có một sắc thái ở đây.
Khi một viên đạn được nạp pyroxylin hoặc một chất nổ khác, khi nó được “kích nổ”, vụ nổ xảy ra gần như ngay lập tức, vì tốc độ phát nổ của các chất nổ đạt tới 7 m/s.
Tuy nhiên, trong trường hợp thuốc súng, mọi thứ lại khác - nó không phát nổ mà cháy trong đạn, và tốc độ đốt cháy của nó phụ thuộc vào áp suất, và tất nhiên, nó tăng lên như một trận tuyết lở. Theo đó, có thể dự đoán rằng sẽ mất một khoảng thời gian từ khi thuốc nổ trong đạn đến khi đạn nổ. Nhưng, một lần nữa, nó nhỏ - nếu chúng ta giả sử rằng tốc độ đốt thuốc súng trong buồng đạn có thể so sánh với tốc độ truyền xung nhiệt và có tính đến thực tế là khoảng cách từ ống đáy đến phần cuối của buồng sạc, tùy thuộc vào cỡ nòng và thiết kế của đạn, không quá 40–60 cm, xung nhiệt bao phủ khoảng cách này trong 0,0014–0,002 giây, trong thời gian đó đạn từ ví dụ trên sẽ không bao phủ nữa hơn 0,7–1m.
Tuy nhiên, một lần nữa, quá trình phá hủy đạn rõ ràng sẽ bắt đầu trước khi xung nhiệt đến cuối buồng, vì vậy sẽ không chính xác khi nói rằng vụ nổ sẽ xảy ra 0,7–1 m sau khi đánh lửa thuốc súng trang bị đạn. . Đúng hơn, ở đây chúng ta sẽ nói về thời gian của vụ nổ và 0,7–1 m sẽ là khoảng cách mà viên đạn vốn đã sụp đổ trong vụ nổ sẽ bao phủ.
Có tính đến những điều trên, trong ví dụ được mô tả ở trên, vụ nổ của một viên đạn 6 dm được trang bị ống đựng mẫu. Năm 1894, bạn sẽ phải cách tấm vải 5 cm khoảng 5,5–12 mét.
Trong bài viết của sổ tay hải quân “Phản ứng bằng đạn. Phần vi sai" cung cấp dấu hiệu cho thấy quá trình bắn thử nghiệm, trong đó vỏ được trang bị ống mẫu. Năm 1894, khi một tấm thép 12 mm bị va phải, nó đã tạo ra một khoảng trống 5–6 mét phía sau nó. Thật không may, tác giả đáng kính đã không cung cấp liên kết trực tiếp đến tài liệu mà thông tin này được lấy. Nhưng điều đáng buồn hơn nữa là không có dữ liệu về cỡ nòng của đạn, và điều này rất quan trọng, vì tốc độ giảm của đạn có cỡ nòng và khối lượng khác nhau khi chạm vào chướng ngại vật có cùng lực cản sẽ khác nhau.
Với cùng tốc độ bắn trúng mục tiêu, đạn nặng hơn sẽ có nhiều “nhân lực” hơn đạn nhẹ. Càng có nhiều “nhân lực”, anh ta càng mất ít tốc độ khi vượt qua chướng ngại vật. Tốc độ đạn bị mất khi vượt qua chướng ngại vật càng nhỏ thì tiền đạo trong đạn di chuyển so với đạn càng chậm. Người tấn công di chuyển càng chậm thì vụ nổ sẽ xảy ra càng muộn và khoảng cách mà đạn sẽ bao phủ trước khi vụ nổ càng lớn.
Nếu thử nghiệm được thực hiện với đạn pháo 152 mm thì có thể nói rằng tính toán của tôi là hoàn toàn chính xác. Nhưng khi tấm thép 12 mm đó bị trúng một viên đạn 12 mm nặng 331,7 kg, với cùng tốc độ 509,9 m/s (tương ứng với tầm bắn 5 m), vụ nổ sẽ xảy ra ở đâu đó khoảng 280 –19,6 m đằng sau chướng ngại vật. Điều này là do ở tốc độ 20,6 m/s trên tấm thép 509,9 mm, đạn 12 dm mất 6 m/s khi vượt qua nó, và đạn 1,495 dm chỉ mất 12 m/s. Theo đó, chốt bắn của đạn 0,374 inch sẽ chạm vào mồi muộn hơn nhiều lần so với chốt bắn của đạn 12 inch.
Những phát hiện
Tôi đã tính toán khoảng cách từ 5 đến 40 sợi cáp cho viên đạn 12 dm mạnh nhất nặng 331,7 kg cho áo giáp xi măng Krupp có “K” = 2, cũng như cho áo giáp đồng nhất. Tôi coi thời điểm xảy ra vụ nổ là thời điểm xung nhiệt truyền tới thuốc súng được nạp vào viên đạn.
Có tính đến tất cả những điều trên và với điều kiện là tôi không mắc những sai lầm nghiêm trọng trong suy nghĩ của mình, tôi sẽ thu được những điều sau đây. Khi bắn một loại đạn 12 inch có sức nổ cao trong nước bằng mảng ống. 1894 từ súng Obukhov 12 dm tiêu chuẩn với nòng dài 40 cỡ nòng:
1. Khi bắn trúng một thanh xà có độ bền tương đương với thép 12 mm (ví dụ như cáp kim loại), viên đạn phải phát nổ ở khoảng cách 15 m (đánh ở khoảng cách 40 dây cáp) - 41 m (5 dây cáp) phía sau chướng ngại vật.
2. Khi va chạm với các đường ống và kiến trúc thượng tầng, mọi thứ phụ thuộc vào chiều rộng của kiến trúc thượng tầng, số lượng và độ dày của các vách ngăn trong đó. Vượt qua chướng ngại vật có độ bền tương đương thép 36 mm lẽ ra phải khiến đạn nổ cách chướng ngại vật 4 m (40 dây cáp) - 9 m (5 dây cáp). Có lẽ chúng ta có thể nói rằng vụ nổ phải xảy ra bên trong cấu trúc thượng tầng hoặc phía sau nó, nhưng phía trên boong tàu.
3. Khi bắn trúng lớp giáp không tráng dày 75 mm, một viên đạn 12 inch lẽ ra phải tạo ra khoảng cách 40 m ở 2,5 dây cáp và khoảng 5 mét phía sau chướng ngại vật ở 4 dây cáp.
4. Trong tất cả các trường hợp tiếp xúc với áo giáp xi măng, ngay cả với độ dày tấm tối thiểu là 127 mm (vào cuối thế kỷ XNUMX - đầu thế kỷ XNUMX, họ vẫn chưa thể xi măng các tấm có độ dày nhỏ hơn) và tại ở mọi khoảng cách, đạn lẽ ra phải nổ trong quá trình vượt qua lớp giáp.
Tất nhiên, tất cả những điều trên không phải là giáo điều. Chúng ta không bao giờ được quên rằng cầu chì, giống như bản thân đạn, thực hiện chức năng của chúng trong điều kiện tăng tốc và giảm tốc cực độ và có thể hoạt động mà không được phép. Trong trận chiến, một viên đạn 1894 inch được trang bị mod dạng ống. XNUMX có thể dễ dàng phát nổ ngay khi tiếp xúc với da hoặc ngược lại, vỡ ra sau khi xuyên thủng tấm giáp.
Hãy để tôi nhắc bạn rằng ngay cả cầu chì của Đức từ thời Thế chiến thứ nhất không phải lúc nào cũng hoạt động như dự kiến, gây ra các vụ nổ sớm, điều mà tôi đã mô tả trong bài báo. “Về thiệt hại của tàu chiến-tuần dương Lion ở Jutland. Người Đức có nên bắn vũ khí xuyên giáp?. Tất nhiên, tình huống ngược lại có thể xảy ra khi vì lý do nào đó ống mẫu. 1894 hoạt động muộn hơn dự kiến.
Giả sử, những kết luận mà tôi đã chỉ ra ở trên là một số giá trị trung bình mà đạn thép nổ mạnh 331,7 kg của Nga được trang bị mod dạng ống. 1894.
Chà, chúng ta sẽ nói về ống đựng vỏ có chứa pyroxylin trong bài viết tiếp theo.
Để được tiếp tục ...
tin tức