» Выстрел из старинной пушки! Екатерининских времён!

Короче, решили мы тут с друзьями из "общества ревнителей отечественной старины" отметить новый год оригинально. Выстрелом из старинного "единорога" ещё восемнадцатого века. На даче у нашего президента. (ещё бы! не в Москве же)
Уже был командирован за чёрным порохом в охотничий магазин один из участников действа, счастливый обладатель лицензии на приобретение ... -хранение, и т.д. Как мне, похоже, самому умному из нашей компании законченых идиотов, пришло в голову, что мы же ничего не знаем. Какой заряд по массе, какова масса снаряда (а холостой выстрел делать - пробовали, не тот звук! одно шипение) Положим, бронзовое орудие разорвать не может, но может раздуть, а это порча исторического раритета!
Так вот вопрос: нужны формулы для расчёта - какое давление развивает чёрный порох в зависимости от массы заряда. Точно надо узнать, какой объём газов выделяет на удельную массу чёрный порох. Тогда можно будет измерив объём зарядной каморы орудия, выяснить, какое давление будет развито в данном объёме. А потом подсчитав толщину стенок, выяснить какое давление они могут выдержать - чистый сопромат!
Что надо - формула для расчёта объёма газов в зависимости от массы заряда.
- формула для расчёта давления, когда известен объём замкнутого пространства и объём газов его занимающий. Господа физики и инженеры! Помогите, кто знает!

fon Goffman

Цитата:

Выстрелом из старинного "единорога" ещё восемнадцатого века. На даче у нашего президента.

Дело то подсудное - могут покушение на действующую власть припаять. Попытка государественного переворота и т.п. Бедный ВВП. Только откупорит бутылочку шампанского на даче (думал - от людей скрылся хоть на новый год) и тут.. БАХ.. БУХ... Ой Ой Ой..


Цитата:

Господа физики и инженеры!

Барон, что за глупости??.. Ну какие там формулы, какой сопромат?? Ты о чём? Пушка старая, куча неоднородностей в стенках (может коррозия проела дыру).. В общем - без детального обследования пушки советую просто засунуть чуть-чуть пороху. Как хлопушка... чтобы заведомо выдержал ваш раритет. Вы же не собираетесь вести огонь на поражение!
...
...
Или собираетесь..??

sailor
человек серьезно спрашивает, а ты тут опять в своем репертуаре

fon Goffman
Копать надо от химии, выход газа при н-ном кол-ве пороха, дальше физика восьмого класса - это из известного объёма и кол-ва газа получаем давление в дуле...
а вот с выдержабельностью ствола надо думать...

Добавлено
Примерный состав чёрного пороха, оптимизирован для выстреливания воздушных зарядов из фейерверочных минаметов(я думаю ваш порох не сильно отличается) :
Калия нитрат 74 %
Уголь 14 %
Сера 12 %
----
Вот и считай, что там при сжигании происходит.... и сколько чего выделяется...

Smog

Цитата:

человек серьезно спрашивает, а ты тут опять в своем репертуаре

Хех... я с этим человеком знаком лично (потому несколько фамильярно), и репертуар мой вовсе не клоунский . Кстати вполне серьёзно ответил. Что глупая затея..
см сюда, раз читаешь через строчку:

Цитата:

Пушка старая, куча неоднородностей в стенках (может коррозия проела дыру)

fon Goffman
Что скажешь?

Добавлено
KirillForever

Цитата:

Вот и считай, что там при сжигании происходит.... и сколько чего выделяется...

Человек спрашивает формулы! А то что считать надо - он уже написал..

sailor

Цитата:

Дело то подсудное - могут покушение на действующую власть припаять. Попытка государественного переворота и т.п. Бедный ВВП. Только откупорит бутылочку шампанского на даче (думал - от людей скрылся хоть на новый год) и тут.. БАХ.. БУХ...

Вообще-то имелся в виду президент нашего доблестного общества - "ОРОСа". На действующих президентов покушения организовывать - ты знаешь, у меня опыт богатый, даже в тюрьме сидел за "попытку подготовки покушения на Президента", хватит, надоело...

Цитата:

Пушка старая, куча неоднородностей в стенках (может коррозия проела дыру).. В общем - без детального обследования пушки советую просто засунуть чуть-чуть пороху. Как хлопушка...

Орудие проверено и обстреляно, только в этом году. На Бородинском слёте военно-патриотических отрядов. (коррозии, кстати, в бронзовом стволе быть не может - цветной металл. По той же причине их не разрывает, только раздувает. Разрывам подвержены старые чугунные и современные нарезные стальные орудия) Только там его заряжали одним пыжом, ни звука, ни удовольствия. Сейчас хотим стрельнуть настоящим снарядом, благо есть куда, никого не угробив - заброшенные карьеры в двух км. от дачи - туда и направим. Снарядик у неё - ядро трёхпудовое, 48 кг. на современную меру. В те времена стреляли только прямой наводкой, с закрытых позиций бить ещё не умели... так дальность боя - верста была! А если рассчитать угол склонения для стрельбы с закрытой позиции - два км. до карьера - обеспечены!

Цитата:

Человек спрашивает формулы!

А вот это действительно по делу!
KirillForever

Цитата:

дальше физика восьмого класса

А думаешь, я помню, что там я проходил 15 лет назад? Я не технарь, я фотограф... Фотохудожник. По готовым формулам посчитаю, а самому выводить - увольте...

Цитата:

Так вот вопрос: нужны формулы для расчёта - какое давление развивает чёрный порох в зависимости от массы заряда. Точно надо узнать, какой объём газов выделяет на удельную массу чёрный порох. Тогда можно будет измерив объём зарядной каморы орудия, выяснить, какое давление будет развито в данном объёме. А потом подсчитав толщину стенок, выяснить какое давление они могут выдержать - чистый сопромат!

IMHO в XVIII веке никакого сопромата не было, поэтому кол-во пороха определяли эмпирическим путём, поэтому надо просто найти в архивах инфу про пушки такого класса и почитать, а по формулам, я думаю, нихрена рассчитать не получится, слишком уж много неизвестных величин.

Runtime_err0r

Цитата:

а по формулам, я думаю, нихрена рассчитать не получится, слишком уж много неизвестных величин.

Как раз все величины известны...

fon Goffman
А время сгорания пороха в камере ? к тому же сгорит он не весь сразу, так что давление будет изменяться нелинейно во времени, далее - удельная энергия сгорания пороха в школьном учебнике физики и в жизни может различаться в несколько раз, так что я бы не стал рисковать

fon Goffman

Цитата:

Снарядик у неё - ядро трёхпудовое, 48 кг

А какой калибр??

fon Goffman
Smithsonian Physical Tables s183
помоему .http://www.knovel.com/knovel/databook/pdf/736/40150_19.pdf - там есть данные по пороху...

Добавлено
грубо говоря надо прикинуть какая энергия нужна на доставку столькото кило ядра метров на 20-30, сколько у пороха переходит в механическую энергию, взять нужный обьём пороха и уповать на то что из неё стреляли намного дальше

Хех! А задачка на расчет массыы ВВ для доставки обьекта заданной массы и сечения на некую высоту/дальность - оччень даже новогодняя тема! Не понимаю, чего так мало интересующихся - может доступность китайских изделий обленила..
По сабжу:
Школьный курс физики забыт достаточно прочно, а вот что касаемо дальше -
Ядрышко летит не в космосе, значит испытывает немаленькое сопротивление, которое надо учитывать при расчете полета на заданную дальность (2км, так?)
А сопротивление такое: Ra=CRa*S*q, while q=rV2/2
(где: r- плотность воздуха (примем -1,225кг/м3, V - скорость полета ядрышка, S - cross section - площадь поперечного сечения (возьмем пR2), CRa - коэффициент аэродинамической силы для ядра (честно говоря, его не знаю, думаю где-то от 0,8 до 0,65 можно взять). Можно и посчитать - С=1.328/(sqrt(Re*b)), где b - средняя хорда (=пr/2), а Re - параметр рейнольдса для шара.
Вот энту ф-лу в вычисления можно закинуть.

Что еще вспомню.. А, вот, кто химию помнит, реакцию соединения опишите, по ней видно будет, сколько молей газа выделится, 1 моль в н.у. занимает 22,4 квадратных литра (С)Райкин, далее - по физике - реакция изо.. (в общем, без притока энергии) расширения газа до атмосферного давления - сколько выделится энергии -> работа по выбросу ядра => преодоление сопротивления воздуха и сопромат камеры сгорания (для надежности можно коеффициент 2 кинуть - запас прочности 100%)
Школьники! Кому эти формулы свежи в памяти! АУ!

fon Goffman
А где вы пушку взяли, если не секрет?

bredonosec
этого не надо, разве если fon Goffman соберётся прицельно стрелять
а так баланса энергий и соображений перестраховки хватит...

bredonosec

Цитата:

далее - по физике - реакция изо.. (в общем, без притока энергии) расширения газа до атмосферного давления

процесс не адиабатический?

Цитата:

Школьники! Кому эти формулы свежи в памяти! АУ!

Нонче такие школьники... Что свежи только воспоминания о вчерашней вечеринке
vengr

Цитата:

разве если fon Goffman соберётся прицельно стрелять

А чем чёрт не шутит

fon Goffman
Попробуй тут посмотреть: http://www.museum.ru/museum/1812/Army/Nilus/Tables.html

Добавлено
Кстати, ты насчёт трёхпудовых ядер уверен? Если возраст установлен правильно, то у вас не какой-нить допотопный "инрог", а именно шуваловский единорог. Согласно Нилусу серийно в то время выпускались единороги с весовым калибром 1/2, 1 и 2 пуда (точный вес ядра: 24, 48 и 96 фунтов). Таким образом максимальный вес ядра - 2,4 пуда (это для орудия с линейным калибром 9,7 дюймов, и длиной 72,7 дюймов - можешь просто сравнить размеры). Пороховой заряд составлял соответственно 5, 7 и 12 фунтов (отношение веса порохового заряда и ядра соответственно 1:5, 1:6, 1:7).
На учениях и для салютов (твой случай) использовались холостые заряды с меньшим количеством пороха в картузе. На скОлько меньшим - не знаю.

Добавлено
Пушечный порох тех времён имел состав: 30 частей по весу селитры, 4 – серы и 6 – угля. Я б на вашем месте попробовал вариант "сделай сам"

На всякий случай:
1 пуд = 16,380496 кг
1 фунт = 409,51241 г
1 дюйм = 2,54 см

sailor

Цитата:

А какой калибр??

По штангенциркулю - примерно 250 мм.
drop

Цитата:

А где вы пушку взяли, если не секрет?

"Обществу Ревнителей Отечественной Старины" подарили на день рождения его президента.
bredonosec

Цитата:

Ядрышко летит не в космосе, значит испытывает немаленькое сопротивление, которое надо учитывать при расчете полета на заданную дальность (2км, так?)
А сопротивление такое: Ra=CRa*S*q, while q=rV2/2
(где: r- плотность воздуха (примем -1,225кг/м3, V - скорость полета ядрышка, S - cross section - площадь поперечного сечения (возьмем пR2), CRa - коэффициент аэродинамической силы для ядра (честно говоря, его не знаю, думаю где-то от 0,8 до 0,65 можно взять). Можно и посчитать - С=1.328/(sqrt(Re*b)), где b - средняя хорда (=пr/2), а Re - параметр рейнольдса для шара.

Всей этой премудрости в восемнадцатом веке не знали, потому и стреляли только прямой наводкой...
Тут надо пояснить. Стрельба прямой наводкой - это когда стрелок видит цель. Стрельба с "закрытой позиции" - это когда стрелок цели не видит, а наводка орудия в цель производится по вышеуказанным формулам. Батарею от цели может отделять холм, лес, просто линия горизонта (в таком случае стрельба с закрытой позиции так и называется - загоризонтная стрельба). В этом случае снаряд летит по баллистической траектории, точный расчёт которой и приводит к попаданию в цель. Апофеоз пушкарского исскуства - это так называемая вилка: первый снаряд ложится с перелётом, второй с недолётом, а третий точно накрывает цель. Поражение цели с трёх снарядов - высочайшая точность для ствольной артиллерии. Естественно, никто в боевой обстановке этих формул не считает, существуют так называемые "баллистические таблицы", в которых приводятся заранее тщательно рассчитанные данные о баллистике снаряда. По этим таблицам гораздо проще - в зависимости от дальности выставляется угол возвышения, и всё... Правда таблицы эти учитывают ещё множество факторов - температуру воздуха, его влажность, превышение "угла места цели" над углом метания (кажется, это так называется ) Ну а с изобретением телефона - стало совсем просто - на передовую засылался "корректировщик" с телефонной трубокой, и корректировал огонь. "Недолёт ноль,четыре - вправо - десять" Сейчас же офицер наведения на батарее, приняв эти данные и пересчитав, начинал орать во всю глотку "Целик-поправка-ХХХ, возвышение-поправка-ХХХ, БАТАРЕЯ! ОГОНЬ!!!
Опасная служба была у корректировщика - ничего не скажешь. Находясь в непосредственно близости к цели, он с равным успехом мог угодить под свои собственные снаряды и угодить в... плен.
Цитата:

Вот энту ф-лу в вычисления можно закинуть.

Да, только она берёт в расчёт только аэродинамическое сопротивление, а земная гравитация? А сила Кориолиса? Впрочем, не из сверхорудия стреляем, явлением Кориолиса можно и пренебречь... (это воздействие вращения земли)

Цитата:

процесс не адиабатический?

- Вроде он. - Как и было сказано,

Цитата:

Школьный курс физики забыт достаточно прочно

fon Goffman

Цитата:

Тут надо пояснить.

- Не надо. Оружейным делом интересовался достаточно плотно. Тем более, что поясняешь вещи общеизвестные.

Цитата:

существуют так называемые "баллистические таблицы", в которых приводятся заранее тщательно рассчитанные данные о баллистике снаряда

- Вот именно потому, что этих таблиц у тебя нет, я и предложил заранее прикинуть, как чаго творить.

Цитата:

Да, только она берёт в расчёт только аэродинамическое сопротивление, а земная гравитация? А сила Кориолиса?

Я имел в виду токмо дальность. (накалякай в векторах, и сам увидишь, что те 2 только изменяют направление [причем не особо много]). Дальность же гасит одна АД. Ща попробую прикинуть.. вроде как интегральчик по времени брать надо.. если сила зависит от изменяющейся скорости, соответственно, ускорение от силы также снижается ~ квадрату скорости.. Если взять С=0,7, то R=0.021*V2,
V=Vo-(E(4.384*10-4*Vi2 *Dt).. Чего-т я интегральчики подзабыл, как там подводить..

Вот, дедовскими методами прикинул, что если дашь дульную скорость 200м/с (обычная для оружия того времени), то 2 км ядрышко лететь будет аж 15 секунд. За которые отклонится вниз (под действием тяжести, но с учетом сопротивления воздуха вертикальной составляющей) на 1155метриков. А значит, чтоб при одинаковом возвышении ствола и мишени, до неё добить, надо шмалять под таким углом, чтоб в наивысшей точке траектории (для простоты примем - на 2/3 пути)снаряд поднялся метров на 600(чуть запаса - на неточности расчетов). Т.е., бить под оптимальным углом около 25o. (Явно речь тут уже не идет о прямой наводке). Отсюда мораль - больше скорости! - больше заряд

fon Goffman

Цитата:

По штангенциркулю - примерно 250 мм.

Моё предположение подтвердилось: у вас, уважаемые, шуваловский 2-х картаунный единорог (линейный калибр 9,7 дюймов, ядро 96 фн., пороховой заряд 12 фн).

Цитата:

Бомба 2 пд. стреляет так сильно, как 24 фн. ядро. Особенно действительно бомбами прицельно, по земляным насыпям. Картечь имеет в 8 раз больше пуль, чем у 24 фн., т.е. 8 выстрелов 24 фн. пушки равны одному — единорога. Может заменить 2 пд. мортиру, а стреляет вдвое дальше (1800 саж., а мортира до 900). Не меньше от сего единорога и при флоте ожидать можно (идея Пексана!), ибо бомбардирует с 5 верст, действуя бомбами и брандкугелями, чего нельзя было делать из средних орудий.

© гр. Шувалов

Таким образом максимальный (боевой) заряд для вашего единорога составляет примерно 4,9 кг пороха. Однако будьте осторожны:

Цитата:

При малом относительном весе и большом заряде (2 пд. единорог — вес 45 снарядов; заряд 12 фн.), единороги слишком разрушительно действовали на лафеты, давали большие откаты и сильно прыгали. Этим отличались особенно 2 пд. единороги, которые поэтому были вскоре выведены из употребления.

© А. Нилус

Добавлено
Я тут вот чего ещё подумал: для новогодних стрельб больше всего подходят светящие ядра:

Цитата:

Светящее ядро применялось для освещения в ночное время неприятельских позиций, работ и т.д.

Вся необходимая инфа по изготовлению (расчёт диаметра, конструкция, материалы и т.п.) есть тут: http://www.museum.ru/museum/1812/Army/RussArtillery/part5.html

bredonosec
Цитата:

Не надо. Оружейным делом интересовался достаточно плотно. Тем более, что поясняешь вещи общеизвестные.

Не тебе. Тут молодёжь в тему заходит, надо чтоб топик всем интересен был
Juan Perez

Цитата:

единороги слишком разрушительно действовали на лафеты, давали большие откаты и сильно прыгали.

А вот за это предупреждение большое спасибо! Я думаю, можно обойтись 4 кг. пороха. И не стоять сзади пушки.

Цитата:

Я тут вот чего ещё подумал: для новогодних стрельб больше всего подходят светящие ядра:

Это хорошо, если в дачном кооперативе никого под новый год не будет. А то ведь группу по борьбе с терроризмом вызовут...

Цитата:

у вас, уважаемые, шуваловский 2-х картаунный единорог (линейный калибр 9,7 дюймов, ядро 96 фн., пороховой заряд 12 фн).

Чертёж найти можешь? Тогда сняв размеры, можно удостовериться окончательно. Главное - это убедится в соответствии толщины стенок ствола и зарядной каморы. Можно где-нибудь достать?

Цитата:

бомбардирует с 5 верст, действуя бомбами и брандкугелями, чего нельзя было делать из средних орудий.

Нифига себе... Верста - это примерно современная американская миля, 1800 с чем-то метров... Причём, повторяюсь, непрямой наводкой тогда не стреляли...

fon Goffman

Цитата:

Верста - это примерно современная американская миля, 1800 с чем-то метров...

Верста = 500 саженей = 1066,5 метров
Сажень = 7 футов = 3 аршина = 2,134 метра

sailor

Цитата:

Верста = 500 саженей = 1066,5

Мда-а, к стыду своему...

fon Goffman
Блин, чего ты паришься?
Ты хоть всю пушку нафиг порохом засыпь, она не взорвется, если канал ствола ровный.
А если ядро застревает, или ствол деформирован - тут и килограмма пороха хватит, чтоб ее как грелку порвало.

fon Goffman

Цитата:

Чертёж найти можешь? Тогда сняв размеры, можно удостовериться окончательно. Главное - это убедится в соответствии толщины стенок ствола и зарядной каморы. Можно где-нибудь достать?

Хммм... Может быть в "Артиллерийских предложениях" (Иван Андреевич Вельяшев-Волынцев: "Артиллерийские предложения для обучения благородного юношества Артиллерийского и Инженерного Кадетского корпуса", СПб., 1767 и 1777)? В инете такое врядли найдёшь

Есть только картинки:













Цитата:

Единорог .... имеет коническую камору и служит для стрельбы по большей части гранатами и бомбами, а также картечью, брандскугелями, каркасами и светящими ядрами. Эти орудия были специфическими для русской артиллерии. Они были разработаны М.В.Мартыновым и М.Г.Даниловым и введены в 1757 году, в бытность генерал-фельдцейхмейстером графа Шувалова, как универсальное орудие, предназначавшееся для замены как гаубиц, так и пушек. Позднее от стрельбы ядрами из единорогов отказались, и они превратились в род длинных гаубиц. Единороги получили свое название от мифического животного, изображенного на гербе Шувалова, в виде которого на ранних образцах отливались дельфины и винград.
Камора для удобства заряжания имела вид усеченного конуса, оканчивающегося сферическим дном. Глубина или длина каморы – 2 калибра. С 1808 года полевые единороги, как и пушки, стали отливать с плоским дном с закруглениями, при этом длина каморы была несколько уменьшена.

Наружная поверхность казенной части параллельна боковой поверхности каморы. В начале дульной части все единороги имеют дульный пояс, а казенная часть оканчивается, как у пушек, торелью. Толщина стен в конце казенной части у медных единорогов 1/2, в начале дульной – 1/4 калибра. Цапфы находятся в начале средней части, причем у всех единорогов, кроме 1/4-пудового конной артиллерии, без заплечиков.

© А. Берназ


Основные размеры двухпудового шуваловского единорога:

1. Линейный калибр 9,7 дюйма

IntenT

Цитата:

Ты хоть всю пушку нафиг порохом засыпь, она не взорвется, если канал ствола ровный.

Это что за суперпушка такая?;) Сомневаюсь, что какая-либо пушка на свете выдержала бы такое издевательство

Цитата:

А если ядро застревает

Да, на всякий случай, диаметр ядра для вашего единорога - примерно 9,16 дм (233 мм).

sailor

Цитата:

Это что за суперпушка такая?;)

Да вот такая модная пушка, sailor!

Juan Perez

Цитата:

Может быть в "Артиллерийских предложениях"

-Респект!
Кста, можно ли принять, что на придание скорости ядру идет примерно половина (+теплопотери) энергии горения пороха? (вторая- на отдачу ствола) - потому как с работой расширения газа как-то некорректно получается задание

Цитата:

диаметр ядра для вашего единорога - примерно 9,16 дм (233 мм).

- Хе! а я (чтоб занять время в транспорте) прикинул при 250мм/48кг, получил плотность чугуна идиотскую, даже подумал, не ошибся ли, - начал выводить ф-лу обьема шара, да доехал раньше ))

sailor

Цитата:

Это что за суперпушка такая?;) Сомневаюсь, что какая-либо пушка на свете выдержала бы такое издевательство

Если ствол не забит гвоздями - любая выдержит :о))))
Почему пушки раньше взрывались? Потому что в стволе ядра застревали от разогрева.
Когда пушки испытывали - туда засыпали 4-х кратный заряд пороха. И стрелял сам мастер, который ее отливал. :о)

bredonosec

Цитата:

- Хе! а я (чтоб занять время в транспорте) прикинул при 250мм/48кг, получил плотность чугуна идиотскую, даже подумал, не ошибся ли, - начал выводить ф-лу обьема шара, да доехал раньше

Дык, я как раз через массу ядра и считал
Если исходить из соотношения диаметров ядра и ствола, которое как утверждают корифеи равнялось cos 15, то получится примерно 238 мм. Очевидно, для крупнокалиберных пушек зазор делали чуть больше, только у корифеев об этом ничего не написано