Разрушительное действие снарядов*

— может быть: 1) ударное, целым снарядом, и 2) разрывное, которое бывает двух видов: фугасными — действие упругостью газов разрывного заряда, и картечным — поражение частями (осколки, пули) снаряда. Следствием удара целым снарядом в поражаемый предмет бывает: а) сотрясение, распространяющееся на более или менее значительное расстояние от места попадания снаряда (сфера сотрясения), и следующее за ним нарушение связи частиц поражаемого тела на небольшом сравнительно с сотрясением расстоянии от точки удара (сфера разрушения; радиус ее от 5 до 8 калибров); б) образование воронки (впадины) той или другой глубины при проникании снаряда в поражаемый предмет и в) пробивание предмета насквозь — образование сквозной пробоины. Работа, расходуемая снарядом при углублении в поражаемый предмет (на сообщение частицам последнего скоростей, на преодоление трения и разрушение связи), измеряется живой силой снаряда в момент удара, т. е. полупроизведением из его массы на квадрат скорости при ударе. При размерах поражаемого предмета достаточно больших сравнительно с размерами снаряда: 1) объем (W) воронки от снаряда данных устройства и материала можно принять пропорциональным живой силе снаряда (mv2 /2) в момент попадания; 2) при одинаковой в момент удара живой силе двух снарядов одинакового устройства и материала тот из них, который легче (скорость удара больше), проникает глубже, более же тяжелый (скорость удара меньше) сильнее потрясет поражаемую постройку и, углубясь меньше, произведет более широкую воронку. Итак, имеем:

(1) W = а(Pv 2/2g), где P и v — вес и скорость при ударе снаряда, а — коэффициент, зависящий от свойств снаряда и постройки. С другой стороны, из опыта найдено, что (2) W = β ls, где l — глубина воронки, s — площадь наружного отверстия воронки, β — коэффициент, зависящий от формы снаряда, причем s пропорционально скорости (v) и квадрату калибра, т. е. (3) W = β ls = Δ lvd2. Сравнивая (1) и (3), получаем: Δ lvd2 = а (Pv2/2g), l = Cv(P/d2), т. е. глубина воронки в различных постройках может быть принята пропорциональной скорости (v) снаряда при ударе и отношению веса к квадрату калибра (поперечная нагрузка). Численные значения коэффициента С определены опытом. Если l и d — в дюймах, v — футо-секунд. и Р — фунты, то для продолговатых снарядов с оживальной головой и длиной около 3 калибров С при действии по земле от 1/10 до 1/20, по дереву = 1/20 — 1/40, камню = 1/10—1/130. Чем плотнее слежалась земляная насыпь, прочнее дерево и камень, тем значение коэффициента С и глубина воронки меньше. Вид воронки, получающейся при ударе снаряда, зависит от материала поражаемой постройки. Неснаряженные (без разрывного заряда) продолговатые снаряды, попадая в земляную насыпь, образуют воронку в виде изогнутого канала. Вершина, следовательно, и ось продолговатого снаряда на полете всегда несколько отклонена от направления касательной к траектории — если при ударе в постройку ось фигуры снаряда составляет с касательной траектории (направление удара) угол α , то снаряд подвергается действию пары сопротивлений среды, опрокидывающей его вершиной назад, а кроме того, силы сопротивления среды, отклоняющей снаряд вверх (фиг. 1); если при ударе ось фигуры с касательной образует угол α 1, то снаряд будет опрокидываться вершиной вниз и отклоняться тоже вниз.

Фиг. 1.

Подобное явление происходит в земляных, неслежавшихся насыпях. В более прочных постройках вследствие большего сопротивления раздвиганию частиц среды снаряды не могут повернуться вершиной назад (фиг. 2).

Фиг. 2.

В каменных постройках снаряд производит воронку в виде (фиг. 3) конического раструба, переходящего в цилиндрическое углубление; увеличение размеров наружного отверстия воронки по сравнению с калибром снаряда происходит от осыпания камня, захваченного сферой сотрясения.

Фиг. 3.

В деревянных и металлических постройках снаряд производит слегка изогнутое или прямое цилиндрическое углубление; на лицевой стороне предмета иногда являются расходящиеся от этих краев лучеобразные трещины (фиг. 2). При действии по постройкам снарядами, снабженными разрывными зарядами, вид воронки зависит от углубления снаряда до разрыва; если последний происходит, когда снаряд значительно углубится, то вид и размеры воронки снаружи остаются такими же, как от снаряда без разрывного заряда. Если же снаряд успеет углубиться немного в постройку, то действие разрывного заряда обращается на увеличение наружных размеров воронки; разрыв снаряда может последовать раньше, чем кончится углубление снаряда, почему глубина воронки может получиться меньшей, нежели при неразрывном снаряде. Разрывной снаряд может образовать сквозную пробоину и разорваться, что имеет место главным образом при действии бронебойных снарядов по плитам, которыми прикрыты борты и палубы военных судов. Опыт и вычисления показывают, что толщина железной, сталежелезной или стальной плиты, пробиваемой насквозь снарядом, ударившим по нормали к плите (ось снаряда должна совпадать с нормалью), пропорциональна квадратн. корню из живой силы снаряда в момент удара, приходящейся на единицу окружности поперечного сечения снаряда, т. е.: b = А√ [(pv2/2g)(1/ π d)], где g — ускорение силы тяжести, b — толщина плиты; p, d, v — вес, калибр и скорость удара снаряда. А — коэффициент, зависящий от материала плиты, снаряда и его формы. При наших стальных бронебойных снарядах длиной около 3 калибров коэффициент А: для желзных плит 1,094, для сталежелезных плит 0,964; при этом p должно быть выражено в тоннах, v и g — в футо-секундах и d — в дюймах, тогда и b выразится в дюймах. Для стальных плит формула для определения толщины пробиваемой брони имеет вид: b0,7 = (1/1530)(vp0,5/d0,75), где p — в кг, v — в м , d и b — в дсм. Если снаряд ударяет косвенно, так что касательная к траектории (с нею должна совпадать ось фигуры снаряда) составляет с нормалью к плите (фbг. 4) угол 0 (при условии, что 0 не более 40°, иначе оживальные снаряды соскальзывают с плиты), толщина пробиваемой плиты, по данным опыта, уменьшается и может быть определена по вышеприведенным формулам, только вместо скорости (v) надо подставить ее проекцию на нормаль (т. е. vCos0).

Фиг. 4.

Сопротивление плит пробиванию насквозь увеличивается, если они имеют деревянную подкладку (дубовую или тиковую, обыковенно в несколько слоев); в этом случае приблизительно принимают, что 9-дюймовая деревянная подкладка сопротивляется пробиванию, как 1-дюймовая железная плита. Материал бронебойных снарядов должен обладать высокой степенью твердости и вязкости, исключающей возможность не только разбития снаряда при ударе в плиту, но даже деформирования его, на что тратится часть живой силы снаряда его в ущерб пробиванию плиты. Таким условиям отвечают лишь стальные снаряды, которым, сохраняя их вязкость, способами отливки, закалкой и введением примесей (никеля, кобальта и др.) придают большую твердость. Следствием разрыва снаряда может быть: а) фугасное действие разрывного заряда на разрушаемую постройку и б) картечное действие — дробление снаряда на осколки, по величине и окончательной скорости способные выводить из строя людей и лошадей.

Фугасное действие упругостью газов разрывного заряда требуется от снарядов, когда необходимо разрушить в значительном объеме земляную насыпь для образования удобовосходимого обвала в валганге, или для разрушения части насыпи с целью открыть внутренность укрепления прицельному огню, или, наконец, для разрушения прочных, сводчатых построек. Стены снаряда, поглощая своим сопротивлением разрыву часть работы пороховых газов, вредят фугасному действию, почему их утоняют насколько возможно без вреда прочности, благодаря чему увеличивается внутренний объем снаряда, а сл. и вес разрывного заряда; увеличение объема может быть также достигнуто удлинением снаряда настолько, пока он при данной скорости вращения вокруг оси фигуры будет сохранять правильность полета. Фугасные снаряды снаряжались прежде обыкновенным селитро-серо-угольным порохом, а ныне новейшими сильновзрывчатыми составами. На размеры воронки, образуемой разрывом заряда, кроме его веса и свойств влияют еще качество грунта, окончательная скорость снаряда и направление удара в поражаемый предмет; скорость при ударе должна быть не меньше 600 фт. секун., угол оси фигуры с нормалью не более 40°. С принятием сильновзрывчатых веществ все сводчатые постройки (3-футов. кирпичная кладка, прикрытая землей), прежде неуязвимые, допускали возможность разрушения с одного попадания снарядом 8-дюйм. калибра; для обеспечения их приходилось прикрывать земляной насыпью не менее 24 ф. толщиной; задачу защиты облегчило употребление для сводчатых построек железа и бетона, прикрытого слоем земли, меньшим 2 фт. или большим 12 фт., потому что слой земли между 2 фт. и 12 фт. увеличивает действие фугасных бомб, служа им забивкой. Действие разорвавшегося снаряда по войскам обыкновенно зависит от его свойств и от скоростей поступательного и вращательного движения снаряда и от деталей внутреннего устройства последнего. Поражение осколками исключительно от действия разрывного заряда происходит лишь в случаях навесной стрельбы, когда снаряд остается лежать на месте падения. После падения на землю граната обыкновенно отражается (угол отражения в 1 1/2 —2 раза больше угла падения) и разрывается редко выше 1 1/2 фт., при твердом грунте и других благоприятных условиях (дистанция, угол падения и потеря скорости малы, окончательная скорость велика) — на высоте 1 1/2 саж., направляя свои осколки вперед и несколько вверх (фиг. 5): угол разлета осколков полевой гранаты в среднем равен 60—90°, может возрастать до 120° и падать до 40°: в поперечном сечении снопа осколки группируются разнообразно, но внутри, близ вершины угла, образуется пустота — отсутствие пробоин в мишени.

Фиг. 5.

Ширина полосы с заметными поражениями при самых благоприятных условиях на средних (1000 саж.) дистанциях не более 10 саж., причем 50% поражений в полосе шириной 3 саж., глубина поражения 6 саж. по коннице и пехоте, стоя, и 2 саж. — по пехоте, лежа. Основное свойство Р. действия гранаты — это способность ко всем видам Р. действия, хотя и не в такой мере, в какой пригодны для этого специальные снаряды, именно: ударное действие возможно благодаря прочности корпуса, разрывное действие осколками удовлетворительно благодаря конструкции стен, действие упругостью газов разрывного заряда — хоть и слабо, но возможно. Разрыв шрапнели происходит на воздухе (без потери частями ее окончательной скорости целого снаряда) в определенном, в зависимости от установки дистанционной трубки, расстоянии от орудия, наз. дальностью разрыва, и на определенной высоте, наз. высотой разрыва; расстояние по горизонтальному направлению от точки разрыва шрапнели до цели наз. интервалом разрыва, осколки и пули разлетаются снопом, ось которого принимает нисходящее направление несколько выше продолжения траектории (фиг. 6).

Фиг. 6.

Угол разлета для полевой шрапнели около 10°; в поперечном сечении снопа пули распределяются: 1) к центру гуще, потому что скорости вращения пуль, расположенных ближе к оси снаряда, меньше, и 2) в центре имеется пустота диаметром, равным 1/3 диаметра всего снопа. Интервал разрыва можно регулировать, изменяя время горения (установку) дистанционной трубки, ввинченной в очко шрапнели и состав которой загорается от воспламенения капсюля ударника при смещении снаряда в канале орудия. Высоту разрыва можно изменять при данной установке трубки, опуская или поднимая траекторию шрапнели соответственным изменением высоты прицела; принимают, что интервал разрыва от этого не изменяется (изменяется весьма мало); если дана высота прицела, то высота разрыва шрапнели изменяется с изменением установки трубки, причем изменяется и интервал разрыва. Разрыв картечи происходит еще в канале орудия под давлением газов боевого заряда; при вылете ее из канала — пули разбрасываются в виде снопа, вершина которого помещается у дула, угол разлета для полевой картечи 7—8°; разлет увеличивается с калибром, числом пуль и весом крышки. Предел поражения картечью — 200 сж., на 100 сж. — поражение вдвое сильнее. Поражение осколками (число пробоин) гранат и бомб зависит от: 1) веса корпуса снаряда и числа осколков, способных выводить из строя живые цели (приравнивают пробиванию, или заседанию осколка в 1-дюйм. сосновой доске), 2) величины угла отражения снаряда, 3) скоростей снаряда в момент разрыва, 4) интервала разрыва и 5) размеров цели. Число пробоин при увеличении веса снаряда возрастает значительно слабее, чем от увеличения числа осколков; так, батарейная граната (180 осколков) вдвое тяжелее легкой (140 оск.), между тем число пробоин от первой только на 25% более, чем от второй; выпуская из легкой пушки то же количество чугуна, что из батарейной, можно рассчитывать на поражение войск в 2/1,25 = 1,6 раза большее. Число осколков в снаряде данного калибра увеличивают сообразным устройством стен, напр. полевые гранаты делают двустенными (см. Снаряды). При уменьшении угла падения (сл. и угла отражения) и возрастании окончательной скорости поступания (скорость вращения постоянна) снаряда увеличивается дальность, настильность и кучность полета осколков, отчего увеличивается глубина поражения; и угол отражения, и окончательная скорость зависят от дистанции стрельбы, качества грунта и наклона местности у цели. При увеличении интервала разрыва увеличивается разлет осколков, отчего усиливается фронтальное поражение.

Поражение шрапнелью зависит: 1) от числа и веса пуль, 2) дистанции и наклона местности у цели, 3) места расположения разрывного заряда и 4) высоты и интервала разрыва. Число пуль достаточного веса (от 2 1/2 зол. до 6) увеличивается в шрапнели данного калибра (на счет увеличения внутреннего ее объема) от возможного утонения стен, обусловливаемого тем, чтобы шрапнель не разбивалась при движении по каналу; разлет пуль и осколков шрапнели происходит под влиянием скоростей поступания и вращении снаряда и давления газов разрывного заряда; последние два обстоятельства не зависят от дистанции (они постоянны), первая же убывает с возрастанием дистанции, сл., разлет увеличивается в дистанции. Влияние наклона местности сказывается в изменении величины поражаемого пространства для траекторий осколков. Расположение разрывного заряда в донной, пороховой камере не влияет на разлет пуль, но увеличивает поступательную скорость пуль — производит сильное поражение в глубину; при помещении заряда в центральной трубке пулям сообщается больший боковой разлет и таким образом усиливается фронтальное поражение. Варьирование интервала и высоты разрыва шрапнели изменяет наклон к горизонту оси снопа пуль и степень разлета последних (что дает возможность сообразно с видом и условиями положения цели усиливать поражение в глубину или по фронту) шрапнель употребляется исключительно для стрельбы по войскам. Поражение картечью зависит главным образом от свойств местности и числа пуль. Разлет картечных пуль начинается у дула, на 100 сж. делается весьма зиачительным (ширина по фронту около 15 сж.), почему действие картечи в известных пределах мало зависит от угла возвышения, больше влияет местность: на твердой и ровной возможно многократное рикошетирование пуль. Для сравнительной оценки картечного действия снарядов различного рода принимают число поражений в болванках (мишени, изображающие войска), расставленных определенным образом, приходящееся на один выстрел или на пуд выпущенного металла; чаще ограничиваются сравнением числа пораженных болванок.

А. Як.