Баллистические приборы
Баллистические приборы
— так наз. приборы, употребляемые при опытах для решения вопросов баллистики. Так как баллистика занимается, главным образом, исследованием движении артиллерийских снарядов и пуль, то приборы эти служат для определения след. данных, относящихся к движению снаряда:
- 1) скорости снаряда в различных точках линии полета или траектории (см. это сл.),
- 2) давления газов в зависимости от этого скорости снаряда в канале орудия и отдачи орудия,
- 3) времени полета снаряда на большие расстояния,
- 4) положения оси фигуры снаряда в разных точках траектории,
- 5) изменения скорости снаряда при движении в твердых средах (напр., в земле и т. п.), а также
- 6) направления и силы ветра, влияющих на полет снаряда.
Сюда же нужно отнести данные, касающиеся всех частностей нынешней стрельбы, как, напр., положения точки разрыва снаряда, если стрельба производится с дистанционными трубками и т. п. Первый Б. прибор для определения скорости снаряда был устроен в 1740 г. Робинсом и назван им баллистическим маятником. Прибор этот употреблялся почти в том же виде, как его устроил Робинс, очень долго и только с 1850 г., когда были устроены приборы для той же цели с применением электричества, стал выходить из употребления, хотя еще применяется иногда и в настоящее время. Робинс устронл свой Б. маятник в виде тяжелого приемника, подвешенного на тягах, который мог качаться подобно чечевице часов. В этот приемник стреляют снарядом, и он начинает двигаться, но так как вес его значительно больше веса снаряда (в первых опытах Робинса — ружейной пули), то скорость маятника и пространство, проходимое им, — небольшие и легко отсчитываются с помощью особого указателя, приводимого в движение маятником. Таким образом, большая скорость снаряда (обыкновенно от 1000—1500 фут. в сек.) приводится к меньшей, легко наблюдаемой. Искомая скорость снаряда вычисляется по след. данным: весу снаряда и приемника, расстоянию центра тяжести и центра качаний маятника до оси его вращения и величине угла отклонения маятника. Прибор этот, при всей простоте его устройства, представляет, однако, много неудобств и дает результаты показаний не вполне точные. Для уменьшения ошибки делают обыкновенно при пользовании общей формулой след. поправки: 1) на трение оси маятника, 2) сопротивление воздуха, 3) удар оси вращения о ее втулки и 4) на нагревание снаряда и маятника, от которого расходуется часть движения. Подобно Б. маятнику устраивают также орудие-маятник, подвешенное на тягах и отклоняющееся при выстрелах от первоначального положения. По углу отклонения орудия вычисляется скорость отдачи орудия и скорость снаряда при вылете.
В 1773 году Матеем был устроен прибор, состоящий из вращающего бумажного цилиндра, в который стреляли, причем пуля пробивала его не по диаметру, а по хорде, вследствие вращения цилиндра, и это давало возможность определить время прохождения снарядом этой хорды. Таким образом прибор этот был основан на определении времени прохождения снарядом известного пути. На том же начале устроены были приборы полк. франц. артиллерии Гробера (в 1803 г.) и полк. Дебоза (в 1834 г.), но все эти приборы определяли лишь скорость с некоторым довольно грубым приближением. Вопрос этот решен был окончательно только с применением для этой цели электричества, сделанным Уитстоном в 1840 г. Прибор его состоял из двух рам, поставленных поперек траектории в определенном расстоянии одна от другой. На каждой из рам натянуты были проволоки, введенные в две отдельные гальванические цепи, с двумя батареями и двумя электромагнитами; каждый из электромагнитов поддерживал по карандашу, помещенному над одним общим вращающимся цилиндром. При разрыве снарядом гальванической цепи электромагнит освобождал карандаш, который делал метку на цилиндре. Время полета снаряда определялось из скорости вращения цилиндра и расстояния между метками обоих карандашей. В 1843 г. полк. русск. артил. Константинов устроил, при содействии механика Бреге, прибор, который, будучи сходен с Уитстоновым по идее устройства, превосходил его тем, что давал возможность отмечать время полета снаряда, соответствовавшее не одному расстоянию, но произвольному их числу. В том же году американец Генри применил искры от индукционного тока для получения отметок на цилиндре. Этой идеей воспользовался впоследствии в 1870 г. английский капитан Нобль для устройства своего прибора, названного хроноскопом, который применялся для определения времен прохождения снарядом различных длин канала. В 1865 г. англич. Башфортом был устроен прибор для той же цели, как и хроноскоп Шульца. Прибор этот отличался равномерностью движения цилиндра, которое достигнуто изобретателем введением махового колеса; слабая сторона прибора заключалась в замедлении движения отмечателей. Более совершенные хроноскопы этого рода были устроены кап. фран. арт. Шульцем (в 1859 г.), применившим камертон для нанесения на вращающемся цилиндре шкалы времен, и франц. морским офицером Марселем Депре, значительно усовершенствовавшим прибор Шульца. Хроноскоп Депре является самым совершенным и точным прибором этого рода в настоящее время, хотя не особенно удобен вследствие крайней сложности устройства. Очень остроумный прибор устроен был в 1849 г. бельгийцем Наве, применившим маятник к электрическому хроноскопу и назвавшим свой прибор электробаллистическим маятником. Прибор этот был употребляем в Америке и в Бельгии для определения начальной скорости снаряда. Подобные же приборы были устроены американцами: Виньотти в 1855 г. (с маятником и лимбом), подполк. Бентоном в 1859 г. (с двумя маятниками) и в 1867 г. полк. бельг. артил. Лерсом, соединившим приборы Наве и Бентона. В следующем году бельгийский капитан Лебуланже устроил свой хронограф, воспользовавшись для этого законами свободного падения тел. Прибор Лебуланже употребляется в настоящее время для опредления начальных скоростей снарядов. Давление пороховых газов на стенки орудия и зависящая от него скорость движения снаряда в канале орудия, и отдача самого орудия, столь важные в артиллерийской практике, были также предметом исследований экспериментаторов, и вызывали необходимость устройства разных приборов. Первый прибор такого рода принадлежит прусскому генералу Нейману (1853 г.). Для этой цели он высверливал отверстия в поперечном сечении канала гладкоств. пушек, которые он исследовал, и вставлял туда цилиндры различного веса. При выстреле цилиндр выбрасывался и падал в особый прибор, определявший скорость, сообщенную цилиндру газами. Разнообразя как величину заряда, так и вес цилиндра, зная также расстояние отверстия от дна канала, он составил таблицу скоростей снаряда для различных пространств, пройденных снарядом по каналу орудия. Американец майор Родман устроил в 1857 г. прибор для непосредственного определения давления. Прибор его состоял из стальной пирамиды на конце стержня, пропущенного через сквозное отверстие в стенке орудия. При выстреле пирамида надавливала на медную плитку, установленную при орудии; по величине углубления в плитке определялось давление (для этой цели делали с помощью пресса той же стальной пирамидой в плитке углубление, точно такое же, как и полученное после выстрела). В 1870 г. французким ученым Треска был предложен прибор, основанный на истечении свинца, подверженного сильному давлению. В Англии при опытах со взрывчатыми веществами в 1874 и 1875 гг. употреблялся прибор со сдавливанием, крошер (crusher), который и в настоящее время имеет применение. Лучшие приборы для решения вопросов внутр. баллистики устроены были в 1874 г. Марселем Депре, усовершенствовавшим также рассмотренный выше хроноскоп. Прибор его, которому он дал название манометрических весов, почти вполпе осуществляет идею статического определения давления газов в канале орудия в различные моменты. Манометрические весы его имеют в основании идею Неймана, то есть пропущенный через стенку орудия поршень, нижний конец которого при выстреле подвергается давлению, но на верхнем конце его Депре устроил приспособление, которое дает возможность определить не только величину наибольшего давления, но и время, когда оно имело место, и когда развивались меньшие давления. Для еще более полного изучения последовательного изменения давления газов Депре устроил еще два прибора, названные им акселерометром и акселерографом, отмечавшие также изменения давления газов на поршень, пропущенный через стенку орудия.
Для определения отката орудия, зависящего от давления газов, Родман устроил в 1857 году прибор, который он назвал велосиметром. Для этой цели он подвешивал орудие, подобно маятнику, и прикреплял к казенной части его карандаш. Рядом он помещал вращающийся цилиндр, ось которого была параллельна оси орудия. Пока орудие неподвижно, карандаш на цилиндре чертит окружность, при выстреле же, вследствие отката — кривую, по которой можно судить (зная скорость вращения цилиндра) о величине и скорости отката, равно как и о давлении газов в разные моменты. Прибор этот был значительно усовершенствован в 1880 г. подп. франц. артиллерии Себером. Для определения времен полета снаряда на большие дистанции капит. Лебуланже устроил крайне остроумный прибор, названный им клепсидром, состоящий из сосуда со ртутью, снабженного особым клапаном, который соединен электрически с двумя рамами, поставленными поперек траектории снаряда. При прохождении снарядом 1-й рамы клапан открывается, ртуть вытекает до тех пор, пока клапан не закроется от прорыва 2-й рамы. По весу вытекшей ртути определяют время полета. При определениях до 20 секунд прибор этот дает точность до 0,01 секунды. Для определения времени применяется также секундомер, род часов, показывающий секунды и их десятые доли — прибор, употребляемый на бегах, скачках для точного определения времени пробега лошадью дистанции, равно как в лабораториях для определения времени опыта. Для определения времени полета на большие расстояния можно также с успехом употреблять многие из рассмотренных выше приборов, как, напр., хроноскоп, электробаллистический маятник, изменив немного характер их действия: так, напр., при употреблении маятника приходится наблюдать не одно, а большее число колебаний.
Очень затруднительно определение положения оси продолговатого снаряда, и с помощью так наз. жироскопа можно определить одно только вращательное движение снаряда, но не поступательное. Изменение движения в твердых средах определяется с помощью записывающих снарядов, изобретенных франц. артил. Себером в 1880 г. Камертон, помещенный внутри такого снаряда при ударе о твердое тело, записывает на закопченной поверхности волнообразную кривую, определяющую изменение движения. Для определения силы и направления ветра служат приборы, употребляемые обыкновенно в метеорологии: анемометр и анемограф (см. Анемология). Из приборов, относящихся к частностям стрельбы, можно указать прибор генерала русской артиллерии Шкларевича для определения положения точки разрыва снаряда с дистанционной трубкой, состоящей из стеклянной пластинки с горизонтальными и вертикальными чертами, установленной на треноге, сбоку траектории. Наблюдатель следит за полетом снаряда, глядя сквозь пластинку, и отмечает кажущееся положение его разрыва.
Литература.
- Н. В. Майевский, «Курс внешней баллистики» (1870 г.);
- Martin de Brettes, «Sur les appareils électromagnètiques» (1854 г.);
- Le Boulangé, «Etudes de balistique expèrimentale» (1868 г.), «Description du chronographe» (1868 г.);
- Sebert, «Notice sur des nonveaux appareils balistiques» (1881 г.);
- Noble, «On the tension of fired gunpowder» (1871 г.);
- Rutzky, «Innere Balistik» (1870 г.); Lechèvre, «Balistique intèrieure».
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
