Фиг. 1.
Приглашаем посетить сайт
Балистические приборы
БАЛИСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ употребляются при опытах для изследования движения артил. снарядов. Приборы для опытнаго определения данных движения снаряда в канале орудия, а именно: нож Родмана, крешер, акселерограф, акселерометр, приборы Рика, Марсель-Депре, хроноскопы, велосиметр и др. - см. Давление порохов. газов. Из данных движения снаряда по вылете из орудия определяют: 1) скорости снаряда в различных точках траектории, нач. скорость и сопротивление воздуха в различных точках траектории; 2) время полета снаряда на различных разстояниях; 3) положение оси фигуры снаряда в различных точках траектории; 4) изменение скорости снаряда при движении в твердых срединах (в земле, плите и пр.); 5) положение точек разрыва снаряда, снабженнаго дистанционной трубкой, и, наконец, 6) температуру и давление атмосферы, скорость и направление ветра при изучении влияния этих величин на полет снаряда. И. Приборы для определения поступательной скорости снаряда основаны на одном из двух принципов: 1) скорость снаряда приводится к меньшей, легко наблюдаемой, или 2) измеряют время прохождения снарядами известной небольшой длины пути и из отношения пути ко времени находят величину скорости в средине взятой длины пути. Кассини впервые применил в 1707 г. первый принцип для опытов над ружьями: он стрелял в тяжелый кусок дерева, приобретавший движение по направлению удара пули. Робинс употреблял в 1740 г. для таких же опытов толстую деревянную доску, подвешенную, подобно маятнику. Этот прибор, известный под именем балистическаго маятника, был впоследствии усовершенствован и состоял из тяжелаго приемника А (фиг. 1), в который выстреливают снарядом и который затем двигается вместе с этим снарядом; приемник подвешен на тягах B и B1 качаясь около горизонтальной оси С. Вес приемника значительно более веса снаряда, поэтому скорость движения и путь, проходимый маятником, невелики; путь отмечается указателем, скользящим по дуге G. С применением в 1850 г. к приборам электричества маятник вышел из употребления. Теперь применяют приборы для определения скорости снаряда по времени прохождения им определеннаго пути. Прибор Матея, предложенный в 1773 г., представляет вращающийся бумажный вертикальный цилиндр, в который стреляли ружейными пулями по направлению диаметра; но по причине вращения цилиндра пуля пробивала его не по диаметру, а по хорде. Зная скорость вращения цилиндра, его диаметр и уклонение хорды от диаметра, можно определить время прохождения снарядом этой хорды. В 1803 г. франц. артиллерист Гробер устроил прибор, состоящий из вращающагося длиннаго (ок. 13 арш.) горизонтальнаго вала, на обоих концах котораго насажены наглухо два диска. В диски стреляют из ружья по направлению, параллельному валу; определив угловое разстояние между меридиональными плоскостями, проходящими через обе пробоины, вычисляют время полета пули между дисками. С применением электричества появились более удобные и точные приборы, которые могут быть отнесены к след. группам: а) приборы с вращающимся цилиндром; б) приборы, основанные на качаниях маятника, и в) основанные на законах свободнаго падения тел. а) Английский проф. Витстон первый предложил в 1840 г. применить электричество для определения скорости снарядов. Две рамы с натянутыми на них рядами проволоки были поставлены поперек траектории снаряда на определенном разстоянии одна от другой. Каждая из них введена в гальваническую цепь отдельной батареи вместе с двумя отдельными электромагнитами, поддерживающими каждый по карандашу над вращающимся цилиндром. Разрыв проволоки в раме пролетающим через него снарядом размыкал цепь, электромагнит освобождал карандаш и последний, упав на цилиндр, делал на нем метку. Зная скорость вращения цилиндра и угол, соответствующий разстоянию между метками, определяли время полета снаряда между рамами. В 1843 г. проф. Генри (в Сев.-Ам. Штат.) для получения отметок на цилиндре применял искры из индукционнаго тока спирали Румкорфа, прожигавшия бумагу, которою покрыта поверхность цилиндра. В том же году полк. Константинов при содействии франц. механика Бреге, видоизменил прибор Витстона так, что получилась возможность определять скорости снаряда в нескольких точках траектории. В 1865 г. проф. Бошфорт (в Англии) построил прибор, состоящий из вертикальнаго цилиндра А (фиг. 2), обернутаго закопченной бумагой. Цилиндру от руки помощью маховичка V сообщается быстрое вращательное движение. С боку цилиндра находится тележка C с двумя электромагнитами B, B, которая может двигаться вдоль рамы D параллельно оси цилиндра. Эта тележка поддерживается нитью, навитою на барабан М. Когда вращают цилиндр, тогда нить сматывается с барабана, и тележка опускается. С электромагнитами соединены острия B и b′ прилегающия к поверхности цилиндра при прохождении тока в цепи; при прерывании же тока острия отделяются от цилиндра. Один из электромагнитов включен в цепь с секундомером, и ток каждую секунду прерывается, вследствие чего на цилиндре получается шкала времен. В цепь другого электромагнита включены рамы, поставленныя поперек траектории снаряда и устроенныя так (фиг. 3): бумажныя нити, которыя должен разрывать снаряд, служат, когда оне натянуты, для поддержания соприкосновения металлических частей, входящих в общую цепь. Нити привязаны к оконечностям пружин, r, r′, r″, вставленных в верхней деревянной поперечине. Эти пружины, попарно соединенныя сзади, проходят передним концом чрез ряд медных пластинок с двумя эллиптическими отверстиями в каждой. Гири ρ, ρ′, ρ″, привязанныя к нитям, заставляют пружины прикасаться к нижним краям отверстий; так. обр., все мишени соединены в одну цепь. При перерыве нити снарядом соответствующая пружина поднимается, и ток временно прерывается, пока она не достигнет верхней части отверстия, когда ток во всей цепи опять замкнется, - и это случится раньше, чем снаряд долетит до следующей мишени; так. обр., на поверхности цилиндра будут отмечены острием B все перерывы тока и соответствующия им времена. б) Первое применение маятника к электрическим хроноскопам сделано в 1849 г. бельгийским маиором Наве. Его прибор состоит из свободно качающагося маятника и электромагнита, соединеннаго с первою рамою и служащаго для удержания маятника в начальном отклоненном положении. При выстреле снаряд разрывает проволоку первой рамы, маятник освобождается и описывает дугу; при этом он увлекает с собою легкую стрелку, насаженную на общую ось с маятником. При пробивании снарядом второй рамы, действием второго электромагнита стрелка удерживается на месте; по углу отклонения стрелки вычисляют время полета снаряда между рамами. Прибор полк. бельгийской арт. Лерса, разработанный им в 1867 г., состоит (фиг. 4) из двух маятников, лимба и разобщителя, утвержденных на эбонитовой доске A с подставкой B. Маятник C с чечевицею D, называемый хронометром, электромагнит котораго F включен в цепь первой рамы, снабжен тонкою стрелкою o, насаженною на его оси с небольшим трением во втулочке; эта последняя охватывается вилообразною сильною пружиною, ветви которой перед выстрелом разводятся клинышком. Другой маятник c′ с чечевицею d′, называемый отмечателем, электромагнит f′ котораго включен в цепь второй рамы, снабжен дугою ρ с хомутиком q, которым при сближении маятников выбивается клинышек, и стрелка о тогда пружиною удерживается на месте. в) На законах движения свободно падающих тел основано устройство хронографа Лебуланжа, кап. бельгийской арт. (1864 г.). К вертикальной стойке (фиг. 5) прикреплены два электромагнита A и B находящиеся в сообщении с двумя рамами. К электромагниту A первой рамы подвешен длинный стержень D, называемый хронометром, к другому - короткий стержень F, отмечатель. Если прервать ток во 2-й раме, то отмечатель упадет, ударит в приспособление, которое спустит пружинный нож М, и на хронометре получится метка, служащая началом для отсчета высот падения хронометра. Прервав при помощи разобщителя ток в обеих рамах одновременно, получают вторую метку; по разстоянию между этими метками вычисляют поправку прибора, происходящую от замедления размагничивания электромагнитов. Наконец, снова подвесив хронометр и отмечатель, производят выстрел и получают третью метку; по разстоянию между первой и третьей метками вычисляют время, вводят в него поправку прибора и получают время полета снаряда между рамами. Для скоростей снаряда, больших скоростей звука (340 мтр.), франц. артиллерист Госсо предложил вместо рам прерыватели, размыкающие ток в электромагнитах действием сгущенной воздушной волны, гонимой снарядом перед собою. Наконец, в Сев.-Ам. Штатах в 1895 г. Крехар и Сквайр построили фотохронограф, основанный на магнитном вращении плоскости поляризации светового луча, проходящаго чрез помещенную внутри соленоида трубку, наполненную сернистым углеродом, и встречающаго другую призму Николя, поставленную так, что она не пропускает лучей, если нет тока в соленоиде. Для определения скорости снаряда рамы вводят в общую гальваническую цепь с соленоидом. При пробивании рамы ток прерывается и сейчас же возстановляется при помощи особаго приспособления прежде, чем снаряд долетит до следующей рамы, так что ток в соленоиде будет прерываться при прохождении снарядом каждой рамы, и на вращающейся фотографич. пластинке будут появляться перерывы света; на ней же фотографируются колебания камертона, позволяющия определить время прохождения снарядом между рамами, а потому и скорости снаряда. Этот прибор применялся и для определения скоростей снаряда в канале орудия. II. Для определения времени полета снаряда на большия дистанции могут быть употреблены многие из вышеуказанных приборов. Но т. к. при употреблении приборов с маятником пришлось бы наблюдать не одно, а большое число колебаний маятника, то удобнее для этой цели пользоваться клепсидром Лебуланжа, построенным в 1868 г.; это сосуд со ртутью, закрытый клапаном, который автоматически открывается при прерывании снарядом 1-й рамы и закрывается при прохождении им 2-й рамы. По весу вытекшей ртути определяют время полета снаряда. Касперон предложил прибор с секундным маятником, который начинает колебаться при прерывании снарядом 1-й рамы и останавливается при прерывании второй рамы. Чаще всего употребляется секундомер, показывающий секунды и ея доли. III. Вследствие трудности определить положение оси продолговатаго снаряда при полете, отделяют поступательное движение снаряда от вращательнаго и на особом приборе, наз. жироскопом, изучают одно вращательное движение. Он состоит (фиг. 6) из 3 одноцентренных колец, расположенных одно в другом и соединенных последовательно 3 взаимно перпендикулярными осями так, что ось снаряда, помещеннаго внутри наименьшаго из колец, может занять в пространстве какое угодно положение. Центр тяжести снаряда совпадает с центрами колец; сопротивление воздуха на снаряд заменяють действием пружин или грузика, сообщив снаряду вращательное движение вокруг оси его фигуры и наблюдая движение этой оси. IV. Для изучения законов сопротивления средин движению артил. снарядов франц. артиллерист Себер предложил в 1880 г. записывающие снаряды (фиг. 7). Внутри продолговатаго снаряда по оси на цапфочках помещен стержень T квадратнаго сечения, направляющий движение ползуна M с камертоном D по одной из граней стержня, предварительно закопченной. Перед выстрелом камертон помещается у дна снаряда. При удар в препятствие от сопротивления этой среды движение снаряда будет замедляться, камертон же по инерции будет продолжать движение с прежней скоростью, чертя на закопченной поверхности стержня волнообразную кривую, по которой и можно определить зависимость между пространством, проходимым снарядом в среде, и временем и вычислять сопротивление среды. V. Для определения положения точки разрыва в воздухе снаряда с дистанционной трубкой употребляется прибор, построенный г.-л. Шкларевичем, состоящий из стеклянной вертикальной пластинки на треноге и располагаемый сбоку траектории снаряда, против того места, где ожидается разрыв. Пластинка снабжена горизонтальными и вертикальными чертами. Наблюдатель смотрит сквозь прорезь и пластинку и отмечает на ней передвижным указателем кажущееся положение разрыва. По известному удалению прорези от пластинки и разстоянию последней от плоскости стрельбы, по наблюденным ординате и абсциссе кажущагося на пластинке положения точки разрыва, определяют действительное положение разрыва снаряда. Для этой же цели употребляется камера-обскура, устанавливаемая как и описанный прибор. Пейзаж местности виден на пластинке с гравированными на ней квадратиками, позволяющими определить место разрыва шрапнели, а также и точки падения снаряда на местность, при надлежащем ориентировании прибора. VI. Для определения температуры и давления воздуха, скорости и направления ветра употребляются общепринятые пишущие термометры, барометры и анемометры. В настоящее время для определения поступательной скорости снаряда, угла падения, высоты полета, угловой скорости вращения и положения точки разрыва снаряда в воздухе вводятся в употреблении фотографические приборы. (Le Boulange, Etudes De balistique expérimentale, 1868; Description du chronographe, 1868; Sebert, Notice sur du Nouveaux appareils balistique: Маиевский, Курс внешней балистики, 1870 г.; Н. Забудский, Внешняя балистика, 1895 г.).
Фиг. 1.
Фиг. 2.
Фиг. 3.
Фиг. 4.
Фиг. 5.
Фиг. 6.
Фиг. 7.
