러일 전쟁 당시 러시아 해군 포병의 퓨즈. 튜브 도착. 1894년
이 자료는 국내 해군 총과 포탄에 관한 기사 시리즈에 추가되었습니다. 저는 도움을 주시고 제가 접근할 수 없는 일부 소스를 제공해 주신 존경받는 Alexey Rytik(무엇보다도 VO의 저자 중 한 명)에게 진심으로 감사를 표합니다.
약간의 이론
러일 전쟁 당시 국내에서 복무 중 함대 다음을 포함하여 튜브라고도 하는 다양한 유형의 퓨즈로 구성됩니다.
1) 고폭탄 발사체용 충격관 - 장애물에 부딪힌 후 발사체의 폭발을 보장합니다.
2) 갑옷 관통 발사체용 충격관 - 갑옷을 통과한 후 발사체가 파열되도록 보장합니다.
3) 원격 튜브 - 발사한 무기로부터 일정 거리에서 폭발을 제공합니다.
4) 더블 액션 튜브 - 스페이서와 쇼크 튜브의 품질을 결합합니다. 즉, 이러한 튜브가 장착된 발사체는 주어진 거리에서 폭발하지만, 이 거리를 커버하기 전에 발사체가 목표물에 도달하면 거리 튜브와 달리 간격이 여전히 발생합니다.
친애하는 독자에게 제공되는 기사에서는 두 개의 튜브의 설계 및 작동 원리에 대해 설명합니다.
1) 쇼크 튜브 arr. 1894(Baranovsky에 의해 수정됨);
2) Captain A.F. Brink가 디자인한 더블액션 쇼크 튜브.
이러한 선택성의 이유는 국내 중구경 및 대구경 강철 장갑 관통 및 고폭 발사체가 장착된 튜브였기 때문입니다. 무기 1904~1905년 해전에 참전한 러시아 군함. 이 기사에서는 다른 해군 튜브를 고려하지 않을 것이지만 설계 특징을 더 잘 이해하기 위해 해안 방어포 포탄에 사용되어 말하자면 중간 위치를 차지하는 11DM 퓨즈에 대한 간략한 설명을 제시하겠습니다. 튜브 모드 사이. 1894 및 Brink 파이프.
11DM을 포함한 위의 튜브는 바닥, 충격, 관성 퓨즈였습니다. 이 경우 "바닥"은 발사체 바닥에 나사로 고정된 튜브의 위치를 의미하고 "충격"은 대상과의 접촉으로 인한 트리거링을 의미하며 "관성"은 발사체를 보장하는 힘을 의미합니다. 스트라이커가 프라이머에 미치는 영향.
이 파이프는 소스에서 약간 다르게 호출될 수 있지만(예: "파이프 샘플 1894") 물론 이것이 본질을 바꾸지는 않습니다.
쇼크 튜브 arr. 1894년
샘플 튜브의 설계 및 작동 원리에 대한 설명입니다. 1894년 그녀의 그림과 함께 나는 교과서 "해군 포병 과정"에서 가져왔습니다. 1900부. 화약, 총, 포탄 및 관” I. A. Yatsyno(제205판, 206), pp. 1909–XNUMX. I. A. Yatsyno가 제공한 정보는 "발틱 함대 포병 훈련 분리대의 포수 및 포병 부사관 학생들을 위한 포병 교과서", 섹션 VI "포탄, 발사체 관, 탄약 점화용 탄약통 튜브와 탄약통, 조명탄 및 로켓"은 XNUMX년 해군 본부에 있는 해군부 인쇄소에서 출판되었습니다.
불행하게도 그림의 품질은 많이 아쉽지만 작동 원리는 설명할 수 있습니다.
몸체는 황동으로 만들어졌으며 바닥이 하나인 원통형이었다. 헤드 부싱(1)에는 프라이머에서 발사체 몸체로 직접 화재가 통과할 수 있도록 중앙에 구멍이 있습니다. 이 구멍은 튜브 내부가 오염되지 않도록 보호하기 위해 얇은 황동 개스킷(2)으로 덮여 있었습니다. 물론, 가스켓은 프라이머가 발사될 때 화재가 쉽게 극복될 수 있을 정도로 얇았습니다.
헤드 슬리브 아래에는 캡슐이 들어 있는 내부 슬리브가 있었습니다. 캡슐은 적색 구리(3) 한 컵이었으며, 여기에는 베르톨레 염, 수은 및 안티모늄의 혼합물인 충격 조성물(4)이 압착되어 있었습니다.
내부 슬리브 아래에는 신축기(5)가 있었습니다. 내부에 넓은 관통 채널이 있는 실린더로, 아무것도 고정되지 않고 튜브 내부에서 자유롭게 움직일 수 있지만 아래에서 설명할 안전 스프링(6)에 놓여 있습니다. .
그리고 마지막으로 날카로운 스팅을 장착한 스트라이커(7)(8). 이 스트라이커는 튜브 안에서도 자유롭게 움직일 수 있었지만, 총이 발사되기 전에 신근과 안전 스프링에 의해 튜브 바닥으로 눌려졌습니다.
작동 원리는 매우 간단했습니다. 발사체를 발사하는 동안 관성력에 의해 옮겨진 신근이 튜브 바닥으로 이동하여 안전 스프링의 다리를 압축하고 곧게 만듭니다.
그 후 드러머는 자유로워졌습니다. 그러나 발사체가 비행하는 동안 신근과 마찬가지로 스트라이커는 발사체 비행의 반대 방향으로 향하는 동일한 관성력에 의해 튜브 바닥으로 눌려졌습니다. 그러나 발사체가 특정 장애물에 부딪히면 자연스럽게 그것을 극복하기 위해 에너지를 소비하고 속도가 느려지면서 속도가 떨어집니다.
이 순간 관성력에 의해 이제 반대 방향 (발사체 이동 방향)으로 끌려간 공격자는 충격 전 발사체 속도에 매우 가까운 속도로 계속 움직이며 거리를 덮었습니다. 프라이머에 부딪혀서 불을 붙였습니다. 황동 개스킷을 뚫은 화재로 인해 발사체의 주탄이 점화되어 폭발이 발생했습니다.
V.I. Rdultovsky가 그의 "사용 시작부터 1914-1918년 제1883차 세계 대전이 끝날 때까지의 튜브 및 퓨즈 개발에 대한 역사적 스케치"에서 흥미롭습니다. 샘플 튜브에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 1894은 진공관 모드와 매우 유사한 장치를 가지고 있습니다. 최소한의 차이가 있는 XNUMX년.
나는 다음을 추측할 수 있다. 튜브 도착. 1883은 해안 포병에 사용되었으며 이는 군부에서 창설되었음을 의미합니다. Baranovsky는 나중에 그 디자인을 가져와 함대의 필요에 맞게 수정한 후 해양 부서에 튜브 모드로 등재되었을 가능성이 높습니다. 1894. 이 경우 샘플 튜브의 이름이 명확해집니다. 1894년 I. A. Yatsyno가 "Baranovsky에 의해 수정됨"으로 작성함.
튜브 도착. 국내 함대의 1894는 연기가 나거나 무연 분말로 채워진 껍질에만 사용할 수 있습니다. 피록실린이 충전된 포탄에는 완전히 부적합했습니다. 왜냐하면 포함된 캡슐에는 발사체의 피록실린 전하를 폭발시킬 만큼 충분한 힘이 없었기 때문입니다.
순간 퓨즈 정보
순간 충격 퓨즈와 관성 퓨즈의 근본적인 차이점은 작동 시간이 단축된다는 것입니다. 순시 퓨즈의 경우 0,001초, 관성 퓨즈의 경우 약 0,005초입니다. 근사치를 내다.
순간 퓨즈는 표적과 접촉하는 순간 탄약의 폭발을 보장하는 헤드 퓨즈가 될 수 있습니다. 예를 들어, "지상 포병 총과 탄약의 장치 및 설계 기본"(Voenizdat, 1976)에 대한 설명을 제공하겠습니다.
A – 발사체가 장애물에 부딪히기 전 b – 발사체가 장애물에 부딪힐 때; 1 – 반응 공격수; 2 – 멤브레인; 3 – 캡슐
위와 같은 사실과 문헌, 예를 들어 V. Polomoshnov의 "28년 1904월 1894일 전투(황해 전투(황해 전투(Battle of Cape Shantung))"의 작업에서 튜브 모델 XNUMX는 다음과 같습니다. 종종 순간 튜브(이 기사의 저자도 이것으로 죄를 지음)라고 불리며 관성이며 작동 시간이 순간 튜브보다 길다.
샘플 튜브의 예를 사용한 관성 퓨즈의 특징. 1894년
리턴 튜브의 작동 시간 1894년은 다음과 같이 구성되었습니다.
1) 장애물과의 충돌 순간부터 캡슐 폭발이 시작될 때까지 스트라이커의 이동 기간
2) 캡슐의 폭발 기간;
3) 열충격 전달과 뇌관에서 발사체가 적재된 화약까지의 거리 사이의 거리.
관성 퓨즈의 작동 시간은 약 0,005초로 알려져 있지만 실제로는 지정된 시간이 일정하지 않습니다.
이유는 무엇입니까?
프라이머의 폭발 시간은 화학적 조성과 폭발물의 양에 따라 결정됩니다. 불행하게도 튜브 arr의 그림이 없습니다. 1894년, 그러나 내가 가지고 있는 도면에 따르면 뇌관 캡슐의 두께는 1cm를 초과하지 않는 것으로 추정할 수 있으며, 그 구성에 포함된 전격성 수은의 폭발 속도가 5m/s라는 점을 고려하면 완전 폭발은 400초 안에 일어날 것이다. 즉, 퓨즈의 기준으로도 아주 짧은 시간이다.
열 충격의 경우 튜브를 벗어나려면 3cm를 이동해야 한다고 가정하고 열 충격의 전파 속도 300m/s를 고려하면 0,0001초의 시간을 얻습니다.
따라서 프라이머의 폭발 시간과 열 충격 전달 시간은 무시할 수 있으며 퓨즈 작동 기간의 대부분은 스트라이커가 프라이머로 이동하는 기간이 차지합니다.
차례로 공격자의 이동 시간은 두 가지 구성 요소에 의해 결정되었습니다.
1. 공격수가 이동해야 했던 거리. 이는 팁과 캡슐 사이의 간격과 소위 천공 깊이(후자의 폭발을 보장하기 위해 캡슐 내에서 이동해야 하는 거리)로 구성됩니다.
일반적으로 이러한 길이의 합도 일정한 경향이 있습니다. 샘플 튜브의 발사 핀과 프라이머 사이의 거리입니다. 1894년은 약 9mm였습니다. 현대식 탄약의 폭발에 필요한 뇌관의 관통 깊이는 1,2~1,5mm로 추정되며 이는 아마도 샘플 튜브의 뇌관과 동일했을 것입니다. 1894.
전체적으로 스트라이커의 이동 거리는 (평균) 14mm로 결정될 수 있습니다.
2. 발사체에 대한 공격자의 이동 속도. 예를 들어, 발사체의 비행 경로가 대상 평면에 닿는 순간의 발사체 비행 경로 편차, 발사체의 회전 속도 등과 같은 여러 외부 매개변수에 따라 달라집니다.
내부 요인도 있습니다-튜브 arr의 드러머. 1894는 기폭 장치를 따라 안전 스프링을 끌어서 다리가 신근과 접촉하게 되고 이에 에너지가 소비됩니다.
이 기사에서는 이러한 모든 요소를 고려할 필요가 없으며 솔직히 말해서 불가능합니다. 저는 아직 훈련을받은 물리학자가 아닙니다. 따라서 더 나아가, 비전문가도 이해할 수 있는 간단한 사례, 즉 표면에 대해 90도 각도로 평평한 대상을 타격하는 발사체(법선과의 편차는 XNUMX)를 예로 들어 보겠습니다. 나는 이동 중 스트라이커의 마찰력을 무시합니다. 확장 장치를 사용하여 안전 스프링을 제거할 때 스트라이커가 튜브 내부에서 자유롭게 움직였다는 점을 여전히 이해해야 합니다.
위의 가정을 고려하면 발사체 몸체에 대한 공격자의 속도는 장애물을 극복하는 과정에서 발사체가 잃는 속도와 같습니다. 충돌 후 발사체는 더 느리게 날아가고 공격자는 내부에 있습니다. 발사체가 장애물에 부딪히기 전의 속도와 동일한 속도를 유지합니다.
이로부터 아주 간단한 사실이 나옵니다. 리턴 튜브의 작동 시간 1894는 주로 장착된 발사체가 충돌하는 장벽의 강도에 의해 결정되었습니다.
몇 가지 계산
샘플 튜브의 작동을 시뮬레이션해 보겠습니다. 1894년에는 6개의 포병 케이블 거리에 해당하는 속도로 12mm 강철판을 타격하는 15mm 발사체의 예를 사용했습니다.
이를 위해 우리는 예를 들어 "해군 전술 과정"에서 제시된 75mm 미만의 시멘트가 부착되지 않은 장갑에 대한 de Marre의 공식을 사용합니다. 포병과 갑옷”L. G. Goncharov 교수.
우리는 다음을 받아들입니다:
– 12mm 강판의 경우 "K"는 1에 해당하며 존경받는 교수가 권장하는 균질 갑옷의 저항 값보다 약간 낮습니다.
– 스트라이커 이동 거리 14mm.
6개의 포병 케이블 거리에서 케인 대포로 발사된 41,5kg의 15dm 발사체의 속도는 509,9m/s이고 이를 극복한 후 508,4m/s입니다. 속도 차이는 1,495m/s입니다. 이는 발사체가 강판과 접촉하는 순간까지 타격자가 발사체 속도 509,9m/s로 이동하고 발사체에 대한 상대 속도가 0m/s임을 의미합니다. 시트에서 발사체에 대한 상대 속도는 1,495m/s로 증가했습니다. 따라서 장애물을 극복하는 동안 공격자의 평균 속도는 이 값의 절반인 0,7476m/s였습니다.
발사체가 강판에 닿은 순간부터 발사체의 바닥 부분이 시트 봉투를 빠져 나가는 순간까지 균일하게 강판을 극복하면서 속도를 잃었다고 가정합니다. 그런 다음 발사체는 길이에 장애물 두께를 더한 거리에서 속도를 잃었습니다. 6인치 발사체의 경우 이는 약 0,5m입니다. 발사체는 약 509,15초 동안 평균 속도 0,00098m로 이 XNUMX미터를 덮었습니다. .
결과적으로, 발사체가 장애물에 닿은 순간부터 공격자는 처음 0,00098초 동안 평균 0,7476m/s의 속도로 움직인 다음 1,495m/s의 속도로 움직였습니다.
여기에서 공격자가 14초에 0,0096mm를 덮는다는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. 이때 발사체의 거리는 4,51m(발사체 바닥과 강판 사이의 거리)에 있게 됩니다. 이 순간 캡슐이 폭발합니다. 그리고 발사체가 0,0001cm를 덮는 동안 5초가 더 지나면 열 충격이 발사체가 장착된 화약에 도달합니다.
그러나 여기에는 뉘앙스가 있습니다.
발사체에 피록실린이나 다른 폭발 물질이 장전되어 있을 때, 폭발이 시작되면 폭발은 거의 즉각적으로 일어납니다. 폭발 물질의 폭발 속도는 7m/s에 달하기 때문입니다.
그러나 화약의 경우 모든 것이 다릅니다. 폭발하지 않고 발사체에서 연소되며 연소 속도는 압력에 따라 달라지며 자연스럽게 눈사태처럼 증가합니다. 따라서, 발사체 내의 화약이 점화된 후 발사체의 폭발까지 어느 정도의 시간이 경과할 것으로 예상할 수 있다. 그러나 다시 말하지만, 발사체 챔버에서 화약의 연소 속도가 열 충격의 전파 속도와 비슷하다고 가정하고 바닥 튜브에서 튜브까지의 거리가 충전실의 끝은 발사체의 구경과 설계에 따라 40~60cm를 넘지 않으며, 열 충격은 0,0014~0,002초 안에 이 거리를 커버하며, 이 동안 위 예의 발사체는 더 이상 커버하지 않습니다. 0,7~1m 이상.
그러나 다시 말하지만, 열 충격이 챔버 끝에 도달하기 전에 발사체의 파괴가 분명히 시작될 것이므로 발사체가 장착 된 화약이 점화 된 후 0,7-1m 후에 폭발이 발생한다고 말하는 것은 올바르지 않습니다. . 여기서는 오히려 폭발 지속 시간에 대해 이야기하고 0,7-1m는 폭발 중에 이미 붕괴되는 발사체가 커버하는 거리가 될 것입니다.
위의 예를 고려하면 위에 설명된 예에서는 샘플 튜브가 장착된 6dm 발사체의 폭발이 발생합니다. 1894년에는 5cm 시트 뒤에 약 5,5~12m가 있어야 합니다.
해군 교범의 기사 "투사체 반응. 차동 부분"은 샘플 튜브가 장착된 포탄이 실험적으로 발사되는 것을 나타냅니다. 1894년에는 12mm 강철판에 부딪혔을 때 그 뒤로 5~6m의 틈이 생겼습니다. 불행히도 존경받는 저자는 이 정보를 가져온 문서에 대한 직접 링크를 제공하지 않았습니다. 그러나 더 슬픈 점은 발사체의 구경에 대한 데이터가 없다는 점입니다. 동일한 저항의 장애물에 부딪힐 때 구경과 질량이 다른 발사체의 속도 저하가 다르기 때문에 이는 매우 중요합니다.
목표물을 타격하는 속도가 동일하면 무거운 발사체는 가벼운 발사체보다 더 많은 "인력"을 갖습니다. "인력"이 많을수록 장애물을 극복할 때 속도를 덜 잃게 됩니다. 장애물을 극복할 때 발사체 속도의 손실이 작을수록 발사체의 공격자가 발사체에 비해 느리게 이동합니다. 공격자가 느리게 움직일수록 폭발은 늦게 발생하고 발사체가 폭발하기 전에 도달할 거리가 길어집니다.
152mm 포탄으로 테스트를 수행했다면 내 계산이 완전히 정확하다고 말할 수 있습니다. 그러나 동일한 12mm 강철판을 무게 12kg, 동일한 속도 331,7m/s(범위 509,9m에 해당)로 타격하면 폭발은 약 5~280 정도 발생해야 합니다. m 장애물 뒤에 있어요. 이는 19,6mm 강철판에서 20,6m/s의 속도에서 509,9dm 발사체가 이를 극복할 때 12m/s를 잃고 6dm 발사체가 1,495m/s만 손실하기 때문입니다. 따라서 12인치 발사체의 발사 핀은 0,374인치 발사체의 발사 핀보다 여러 번 늦게 뇌관에 닿게 됩니다.
조사 결과
저는 "K" = 5인 Krupp 시멘트 장갑과 균질 장갑에 대해 무게가 40kg인 가장 강력한 12dm 발사체에 대해 331,7~2개 케이블의 거리를 계산했습니다. 나는 폭발 시점을 발사체가 장전된 화약에 열충격이 도달하는 순간으로 간주했습니다.
위의 모든 사항을 고려하고 내 생각에 중대한 실수를 저 지르지 않았다면 다음을 얻습니다. 튜브 arr로 국산 고폭 12인치 발사체를 발사할 때. 1894년, 총신 길이가 12구경인 표준 Obukhov 40-dm 주포:
1. 내구성이 12mm 강철과 동등한 스파링(예: 금속 케이블)에 부딪힐 때 발사체는 장애물 뒤에서 15m(40케이블 거리에서 타격) - 41m(5케이블) 거리에서 폭발해야 합니다.
2. 파이프와 상부 구조물에 부딪힐 때 모든 것은 상부 구조물의 너비, 그 안에 있는 격벽의 수와 두께에 따라 달라졌습니다. 36mm 강철과 동등한 내구성을 지닌 장애물을 극복하면 발사체가 장애물 뒤에서 4m(40케이블) - 9m(5케이블) 떨어진 곳에서 폭발해야 합니다. 아마도 폭발은 상부 구조 내부나 그 뒤, 선박 갑판 위에서 발생했음이 틀림없다고 말할 수 있습니다.
3. 75mm 두께의 미접합 장갑을 타격할 때 12인치 발사체는 40개의 케이블에서 2,5m의 간격을 생성하고 5개의 케이블에서 장애물 뒤에 약 4m의 간격을 생성해야 합니다.
4. 최소 슬래브 두께가 127mm인 경우에도 시멘트 갑옷과 접촉한 모든 경우(XNUMX세기 말~XNUMX세기 초에는 아직 더 작은 두께의 슬래브를 시멘트로 접착할 수 없었음) 모든 거리에서 갑옷을 극복하는 과정에서 발사체가 터졌을 것입니다.
물론 위의 모든 내용은 교리가 아닙니다. 발사체 자체와 마찬가지로 신관도 극도의 가속 및 감속 조건에서 기능을 수행하며 허가 없이 작동할 수 있다는 점을 잊어서는 안 됩니다. 전투에서는 튜브 모드가 장착된 1894인치 발사체입니다. XNUMX는 피부에 닿으면 즉시 쉽게 폭발하거나 반대로 장갑판을 뚫고 파열될 수 있습니다.
제1차 세계대전 당시의 독일 퓨즈조차도 항상 의도한 대로 작동하지 않아 조기 폭발을 일으켰다는 점을 상기시켜 드리겠습니다. 이에 대해서는 기사에서 설명했습니다. “Jutland에서 전투순양함 Lion의 손상에 대해. 독일군이 철갑탄을 발사했어야 했나요?. 물론 어떤 이유로 샘플 튜브가 손상되면 반대 상황도 가능합니다. 1894년은 예상보다 늦게 작동했습니다.
위에서 지적한 결론은 튜브 모드가 장착된 러시아 331,7kg 고폭 강철 포탄의 평균 값입니다. 1894.
음, 다음 기사에서는 피록실린을 함유한 껍질용 튜브에 대해 이야기하겠습니다.
계속 될 ...
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