Сейчас произойдет выстрел!
Не бойтесь, не зажмуривайте глаз и посмотрите на орудие в момент выстрела. Резкий звук… Из дульной части вслед за снарядом вырывается яркий длинный язык пламени.
Что это такое?
Это – нагретые до очень высокой температуры пороховые газы. Они еще не успели остыть и потерять свою упругость. Давлением этих газов выброшен снаряд. Теперь они сами покидают ствол. Соединяясь с кислородом воздуха, они воспламеняются и мгновенно сгорают ярким белым пламенем. Хотя пороховые газы некоторое время после вылета из дула и толкают снаряд, но действие их незначительно. С ними выбрасывается неиспользованной часть энергии порохового заряда.
Можно ли как-нибудь обратить, хотя бы частично, энергию этих газов на нужную, полезную работу?
Мы узнаем скоро, что это сделать можно.
Растрата энергии происходит, однако, не только после вылета снаряда. Она происходит и тогда, когда снаряд еще движется в стволе. Пока снаряд не вылетел из ствола газы находятся в закрытом со всех сторон пространстве. При этом они будут действовать на разные тела: на снаряд и на орудие. И притом в противоположных направлениях: на снаряд – вперед, а на орудие, через затвор – назад.
Газы стремятся вырвать затвор из его гнезда в стволе. Но затвор и ствол соединены прочно. Затвор, когда он закрыт, как бы слит со стволом. Газы давят на затвор: этим самым они давят и на ствол.
Поэтому, когда снаряд под давлением газов начинает двигаться вперед, ствол стремится двигаться назад. Это – отдача. Когда начинает двигаться снаряд, ствол не может не двигаться. Чтобы понять это, возьмите два шарика: один большой и один маленький (рис. 41). Положите их на стол. Поместите между ними пружину и шариками сожмите ее. Теперь сразу отпустите оба шарика. Они под действием пружины разлетятся в разные стороны. Маленький шарик откатится значительно дальше большого. Так вот, маленький шарик – это снаряд, большой – это ствол, а пружина – давление пороховых газов. Толчок, который получает большой шарик, – отдача. Ствол не может не двигаться, если в нем двигается снаряд, так как и на ствол, и на снаряд действует одновременно одна и та же сила – давление пороховых газов.
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.
Причиняет ли отдача неприятности? Несомненно. Если ствол закреплен на лафете, отдача резко толкает орудие, что способствует расстройству всех его механизмов. Орудие откатывается назад, а иногда и подпрыгивает. Из-за отдачи орудие нельзя делать слишком легким: оно будет тогда менее устойчиво, будет сильнее подпрыгивать.
После отката орудие приходится накатывать, – это отнимает время, уменьшает скорострельность.
Какие затруднения причинял откат всего орудия, показано на рисунке 42. Перед нами одна из батарей, принимавших участие в героической обороне Севастополя в 1855—1356 годах. Перед выстрелом артиллеристам приходилось отбегать от орудия в стороны. После отката орудия – снова подбегать к нему и, зарядив его, с трудом накатывать на прежнее место. Между выстрелами проходило не менее одной-двух минут.
Совсем избавиться от отдачи мы никак не можем. Откат же всего орудия можно устранить. Достаточно для этого сделать прочный лафет и закрепить его так, чтобы он не двигался.
Так и делали в некоторых небольших орудиях старых систем. Но в современных мощных орудиях отдача получается такой сильной, что ее результат – откат – так просто не уничтожишь.
Однако бороться с неудобствами, причиняемыми откатом, все же нужно и можно. Для этого современные орудия устроены так, что при выстреле откатывается не все орудие, а только его ствол. Лафет же закрепляется и при выстреле почти неподвижен.
Откат ствола тормозится, а после отката ствол возвращается в первоначальное положение.
Все это выполняется с помощью противооткатных приспособлений. Как они устроены, мы узнаем несколько позже.
В самых последних образцах современных орудий, помимо противооткатных приспособлений, уменьшают скорость отката еще другим способом: напору газов, давящих на затвор назад, противопоставляют силу, которая толкает ствол вперед.
Где найти эту силу?
Оказывается, к борьбе с откатом можно привлечь те самые газы, которые вылетают при выстреле из дула ствола вслед за снарядом (рис. 43).
На дульную часть навинчивают трубу с прорезями или щелями. Она свободно пропускает снаряд. Вырывающиеся же за снарядом и расширяющиеся сразу по выходе из дула газы ударяют по пути в стенки щелей трубы. Они дают трубе, а вместе с ним и стволу толчок вперед. Это и уменьшает энергию отката.
Такую трубу называют дульным тормозом.
Так выбрасываемые из дула газы используются для уменьшения энергии отката.
В некоторых современных орудиях энергия отката ствола используется для полезной работы: она производит открывание и закрывание затвора. Затвор после выстрела сам открывается и выбрасывает гильзу. А при заряжании – сам закрывается. При таком устройстве нужно только заряжать орудие и, когда затвор закроется, оттягивать курок.
Такие затворы называются полуавтоматическими. Принцип их действия показан на рисунке 44. Есть оружие, в котором и заряжание, и выстрел тоже производятся энергией отдачи. Это – автоматическое оружие. Полностью автоматичны все пулеметы и некоторые орудия небольшого калибра.
Так частично и энергию, отката можно, если подойти к ней умело, перевести из бесполезной и даже вредной для орудия работы в полезную.