Свежие комментарии

Шрапнель

Шрапнель — один из самых эффективных видов оружия против больших масс пехоты на открытой местности. Оно ликвидирует главный недостаток картечи — малую дальность огня, вызванную тем что картечные пули быстро теряют скорость. Шрапнельный снаряд несет множество пуль практически до самой цели, минимизируя потери на сопротивление воздуха, и рассеивает их в заданной точке, обеспечивая поражение противника.

Диафрагменная шрапнельВ наши дни шрапнель ассоциируется с диафрагменной схемой, изобретенной в 1871 г. В этом варианте снаряд представляет собой маленькую пушку с небольшой начальной скоростью(70-150 м/с). Диафрагменная шрапнель в сочетании с нарезным орудием явно слишком сложна для попаданца, хотя достаточно интересно компенсировать добавочным ускорением шрапнели низкую начальную скорость безоткатного орудия. Полдюжины таких орудий и несколько сот снарядов могли бы переломить ход любого сражения Наполеоновских войн или Крымской войны(в начале 19 века попаданцу уже не надо будет создавать производственные мощности с нуля).

Для попаданца гораздо интереснее шаровая шрапнель. Изучение эволюции этого оружия выявляет множество простых, но запоздавших усовершенствований — идеальная ситуация для попаданца.

Предшественница шрапнели — обычная мортирная бомба, полое чугунное ядро, заполненное порохом и подрываемое медленно горящим в запальной трубке порохом. Такие снаряды начали применять с самого начала развития огнестрельного оружия(начало 15 века), но изобретатели сразу столкнулись с проблемой. При заряжании трубкой вниз, к пороху, давление газов при выстреле часто вдавливало трубку в корпус. Порох воспламенялся и бомба взрывалась внутри мортиры. При заряжании трубкой вверх, ее поджигали заранее — чертовски опасная практика. Только в 1650е было обнаружено что пламя выстрела обгоняет бомбу и зажигает трубку в любом положении. Элементарный факт, но сколько времени потребовалось чтобы его установить!
Поддон
После этого мортира быстро(в течении полусотни лет, к началу 18 века) становится обязательной участницей любой осады. В короткий ствол мортиры бомбу опускали, зацепив ее крючком за специальное ушко, что позволяло легко контролировать положение трубки. Но для пушек этот способ не подходил — в горизонтальный ствол бомбу не опустишь. В результате возникает идея соединить бомбу с деревянным поддоном. Это позволяло засовывать ее в ствол пушки, сохраняя ориентацию трубки. После этого «высокотехнологичного» изобретения гаубица быстро(к середине 18 века) стала неотъемлемой частью полевой артиллерии. Интересно, что начальные скорости бомб в мортирах времен Петра и стрелявших бомбами единорогах времен Екатерины совпадают, а значит запоздание не объяснить усовершенствованием технологии изготовления бомб.

При падении на твердую землю бомба часто раскалывалась, поэтому запал старались установить на разрыв до столкновения. Артиллеристы заметили что даже при высоком разрыве осколки сохраняли убойную силу. Но низкобризантное действие пороха дробило оболочку на небольшое количество осколков(для 18 фунтовой всего 50-60 штук). Возникала мысль поместить в оболочку готовые поражающие элементы. Но при выстреле трение между элементами и порохом часто приводило к взрыву.

В 1784 году лейтенант Шрапнел начинает вплотную заниматься этим вопросом. Он предлагает использовать для начинки снарядов мушкетные пули смешанные с безсерным порохом(у него больше температура воспламенения). Для подрыва снаряда перед противником он предлагает использовать три заранее откалиброванные разноцветные трубки, с промежуточными отметками. Для уменьшения времени до подрыва артиллерист рассверливал стенку трубки буравчиком. В конце Наполеоновских войн, в частности в сражении при Ватерлоо, снаряды Шрапнела прекрасно проявили себя, принеся изобретателю звание генерал-майора и солидную пенсию.

Система Шрапнела не была лишена недостатков. Примерно 7% снарядов разрывались в стволе, и порядка 10% не взрывались вовсе. Но конец Наполеоновских войн и создание Священного союза законсервировало существовавшие политические системы и замедлило прогресс в оружейном деле. Только в 1852 году полковник Боксер предложил отделить железной диафрагмой порох от пуль. Это сразу уменьшило процент разрывов до 3%.
Шрапнель
При этом шрапнель Боксера использовала в качестве запала все ту же деревянную трубку, в стенке которой перед выстрелом сверлилось отверстие. На Крымскую войну новые снаряды не попали, и артиллеристы редко использовали старую ненадежную шрапнель. А после Крымской войны началось широкое внедрение нарезных орудий и шаровая шрапнель канула в лету.

Интересно вспомнить еще одно заблуждение наших предков. Они боялись что быстрый полет бомбы загасит огонь трубки и делали утолщение на противоположной стороне корпуса — чтобы снаряд летел трубкой назад. Постепенно стало понятно что это не помогает стабилизировать снаряд, а трубка не гаснет и без утолщения. Но в шрапнели Боксера мы видим все тоже утолщение, но уже на стороне трубки. По видимому Боксер также хотел стабилизировать снаряд и добиться более равномерного распределения снарядов. Иногда считают что утолщение должно было лучше держать трубку, но легко видеть что его размеры намного больше необходимого для этого. Из-за этого в шрапнель Боксера помещалось на 15-20% пуль меньше, чем в корпуса европейских шрапнелей того же времени. Дорого обходится незнание экспериментального метода… Впрочем о чем говорить, если в книгах середины 19 века артиллеристам приходилось втолковывать что нельзя пренебрегать действием сопротивления воздуха на снаряд. И это при том, что происходящее в результате отклонение траектории от параболы можно наблюдать невооруженным глазом!

Итак, как же будет выглядеть шрапнель попаданца? Возьмем для примера снаряд для 12 фунтового орудия — вес порядка 5.5 кг, диаметр примерно 120 мм.

Корпус представляет собой полую сферу, толщиной примерно сантиметр, отлитую из чугуна. Выдержка чугуна на высокой температуре с доступом воздуха позволяет выжечь часть углерода и уменьшить хрупкость. В корпус помещены 80-90 мушкетных пуль калибра 17.5 мм, твердость свинца лучше увеличить добавлением сурьмы или олова. Промежутки между пулями залиты фиксирующим составом — это уменьшает удар пуль о корпус при выстреле. В реальности пули фиксировались заливкой расплавленной серой, смолой с кусочками бумаги(для предотвращения слипания) или смесью резины с пробкой. В центре в прочном железном корпусе находится небольшой(десятки грамм) заряд пороха — разрывной заряд. В порох добавлены подкрашивающие вещества(например, смесь сурьмы и марганца) — чтобы было проще видеть место разрыва. Заряд соединен трубкой с запалом системы Борманна.
Запал Борманна
Изобретенный бельгийцем Борманном запал повысил надежность и точность шрапнели, но в реальной истории он успел лишь к Гражданской войне в США, когда нарезное стрелковое оружие резко уменьшило эффективность артиллерии. Он представлял собой диск из мягкого металла(жести или свинца) со спиральной полостью, заполненной порохом. Артиллерист прокалывал шилом металл рядом в месте рядом с нужной ему цифрой. При выстреле пороховые газы поджигали порох, начиная отсчет до разрыва. Простая и удобная схема, позволяющая полностью изолировать порох шрапнели от внешней среды. Дальность действия такого снаряда будет порядка 1-1.5 км.

Интересно отметить что при стрельбе по неокопавшейся пехоте диафрагменная шрапнель превосходит обычные артиллерийские гранаты с бризантным ВВ. Например, по правилам стрельбы 1942 г. для надежного подавления неокопавшейся группы пехоты или огневой точки требовалось 30-35 76-мм гранат или только 20-25 76-мм шрапнелей. Шаровая шрапнель менее эффективна из-за меньшей скорости пуль, что приходится компенсировать большим их весом, но учитывая сложность массового производства ВВ и низкую точность гладкоствольных пушек(шрапнель менее чувствительна к точности) она определенно лучше подойдет попаданцу.

Источники:

История материальной части артиллерии, полковник А. Нилус, 1904
Bormann Time Fuze, 2004
Muzzle Loaded Artillery, Spherical Case with Bormann Fuze, 2004
Artillery Equipments of the Napoleonic Wars, 1979
The Shrapnel Shell in England and in Belgium, by Charles Guillaume Bormann, 1862
Ammunition. A descriptive treatise, by Charles Orde Browne, 1826

Баллистические расчеты и обсуждение статьи вы можете найти на форуме.

24 комментария Шрапнель

  • kraz

    Ох, что-то мне подсказывает, что это все из тех вещей, которые появились ровно тогда, когда это позволили технологии.
    Ну, разве что факт, что выстрел зажигает трубку в любом положении…

    P.S. Литературу хорошо бы сюда дописать — в смысле названия книг.

    • vashu1

      Вначале меня беспокоила одна проблема — отливка корпусов. Ни в одной книге я не нашел цитаты «попаданец легко отольет корпус шрапнели в 17 веке» 🙂

      Но проблема отливки нигде не упоминалась как существенная. В паре мест я встретил жалобы на плохих поставщиков, отливавших корпуса из дрянного чугуна, еще в паре мест упоминания о том что артиллеристы списывали разрывы на плохое качество металла, но потом новое усовершенствование(вроде диафрагмы) резко улучшило положение дел. Как минимум за сто лет до Шрапнеля корпуса отливать уже умели, хотя обычно бомбы делали достаточно толстостенными, но иногдаэкспериментировали с более тонкими стенками.

      Ну а кроме корпуса, я не вижу ничего сложного. Можно прийти в арсенал 1700 года и на месте собрать что-то работающее.

      Главной проблемой было почти нулевое понимание физики полета снаряда. Уж если в середине 19 века Боксер не смог установить бесполезность смещенного центра тяжести для стабилизации и в тот же период профессиональным артиллеристам напоминали что нельзя забывать о сопротивлении воздуха, то можно представить на каком уровне это было в 18 веке…

      >> P.S. Литературу хорошо бы сюда дописать — в смысле названия книг.

      Кинул.

    • vashu1

      Хорошо бы картинки на сайт залить.

    • dan14444

      \\ это все из тех вещей, которые появились ровно тогда, когда это позволили технологии\\

      Именно так. Дульная энергия определяет эффективность. Хреновая артиллерия от шрапнели мало чего выиграет.
      (vashu1 с этим не согласен, но вступать ещё и тут в спор не буду)

      • vashu1

        >> вступать ещё и тут в спор не буду)

        Весьма разумно. Это ведь не филосовские споры о том, является ли свертывание белка цифровым процесом или нет. Еще скажете глупость про бризантную гранату, выкашивающую 60 метров строя, или про насечку Ф-1, так ведь и носом ткнуть могут.

  • al_mt

    Угу. Вопрос отливки пустотелых чугунных бомб — это вопрос. Я специально как-то перерыл учебник литейщика. Там на тему пустотелых скудно сказано «пустоты получаются с помощью песчаных стержней».
    Чото меня страннит. Во время WWI те же френчи лили сотни тысяч(!) миномётных мин в сутки(!). Вот как???

    Могу только представить себе схему, когда заливаем в форму, ждём пока начнёт застывать снаружи и быстро переворачиваем, выливая лишний металл. Но как-то сопливо получается… Вдруг кто знает КАК???

    • vashu1

      Литье в песок, я так понимаю. Литье конечно поресерчить надо.

      http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/2480/

      Обычные ядра при петре вроде лили просто в раздвижные железные формы.

      • al_mt

        Сложновато для ядер. Это ж не художественное литьё, их требовались сотни и тысячи даже в самом начале применения. Я просто мысленно представляю себе объёмы геммороя и требуемые площадя для такого литейного производства :)))))

        • HLudens

          А что сложного? Шары для формирования полостей формуются из смеси песка и глины. Собственно слегка увлажненная сесь трамбуется в разъемную форму и полученный шарик оставляют для сушки. Вернее шарик с ножкой, которая позже сформирует канал для огненной трубки.

          Дальше этот шарик помещается в разъемную форму (которая несколько больше по размерам), ножка при этом зажимается и шар оказывается по центру формы. В форму заливают чугун. После остывания бомба вынимается из формы и через дырку-ножку наполнитель разрушается шилом и высыпается.
          Шары производятся массово, форм тоже много, так что производство достаточно простое и быстрое.

          Секреты кое какие есть, это точный состав формовочной смеси, наличие дополнительного армирования в ножке, форма литьевых каналов в разъемной форме, благодаря которым чугун не льется непосредственно на непрочную поверхность шара а наполняет форму снизу, оставляя шлаки в специальном шлакоуловителе.

  • Drenkens

    Я читал в Технике и вооружение,что в корпус шрапнели засыпали мел или песок для устранения слипаемости пуль.

    • vashu1

      Там и сажу использовали и серу, и опилки, и смолу, и резину с пробкой(какое то патентованое название), вариантов как грязи. Ну и песок бывало.

  • o.volya

    Джентельмены, а почему я нигде не видел гранат для артиллерии, у которых была бы несечка типа Ф1… ИМХО это дало бы больше поражающих элементов при разрыве нежели упомянутые в статье 50-60 шт.

    • o.volya

      забыл добавить… ссылочка на статью про «запал бормана» http://wlgviagens.com.br/editaveis/bormann-fuse
      Статья на забугорном но картинки интересные

    • vashu1

      Потому что в Ф1 насечка сделана для того чтобы держаться было удобнее, а бризантное ВВ дробит оболочку на более мелкие куски чем эти квадраты.

      Для попаданца с одним порохом в наличии это может быть актуально, но ИМХО проблем в изготовлении будет много, а эффект увеличения числа осколков минимальный — ударная волна пороха слишком «мягкая» чтобы разломать все квадратики.

      • o.volya

        Ну проблем в изготовлении будет не больше чем с круглой гранатой. Просто разъемную форму надо сделать другую. А по поводу ударной волны (т.е. бризантности) черного пороха у меня вопрос есть а кому задать, не знаю. Может ли черный порох сработать как детонатор для шимозы?

        • AK

          > Может ли черный порох сработать как детонатор для шимозы?

          Нет. Это не ВВ, это топливо. В НОРМАЛЬНЫХ условиях Чёрный порох не взрывается, в том смысле что не детонирует. Заставить черный порох детонировать страшно трудно, и нужен большой его объём. Такой объём скорее всего разкидает заряд пикринки вместо его инициации.

          Но кто запрещает кису, гремучую ртуть, бертолетовку, наконец пироксилин?

    • Mike

      «Джентельмены, а почему я нигде не видел гранат для артиллерии, у которых была бы несечка типа Ф1…»
      Снаряды с поперечной насечкой могут разрушиться при форсировании по стволу, с продольной — будут разорваны центробежной силой…

    • AK

      > Джентельмены, а почему я нигде не видел гранат для артиллерии, у которых была бы несечка типа Ф1… ИМХО это дало бы больше поражающих элементов при разрыве нежели упомянутые в статье 50-60 шт.

      С прочностью проблемы. Или, при толстых стенках, с весом.
      Но граната Дьяконова была такой вот ребристой. (Использовалась в том числе и в гранатамёте Таубина, то есть почти артиллерия…)

      • hludens

        Маленькое уточнение.
        Корпус гранаты ф1 сделаный из чугуна, рвется вовсе не по эьтим самым насечкам. Его рвет на куски от спичечной головки размером.

        Насечка нужна для удобства удержания и привязывания (как для растяжек так и для связывания нескольких гранат.)

        • AK

          Зависит от типа ВВ: наш коллега, если я его правильно понял, имеет в виду бомбы начинённые дымным порохом. Классическая чущунная бомба с чёрным порохом разрывалась на несколько кусков.

          Но мы укажем коллеге на важную деталь: из за проблем с прочностью, в наполеоновские бомбы не применялись из пушек, но только из гаубиц. В пушках же они разрушались в стволе. Бомбические пушки Пексана это на 50 лет позже.

          К слову интересно что этот Пексан там сделал что бомба перестала разрушаться? Сильно толстостенную бомбу, или что-то иное?

          (Интересно, конечно, рассмотреть возможность использовать уменьшенный заряд… Или единороги, но…)

          • o.volya

            я подозреваю, что при Пексане наконец научились отжигать чугун в окисляющей атмосфере. Это сильно снижает хрупкость серого чугуна, особенно отлитого в металлическую форму. Отжиг — рулит!

            Кстати я совсем забыл про аэродинамику. Наружная насечка очень плохо скажется на баллистике гранат. Но ведь можно отформировать насечку с внутренней поверхности, дин фиг стержень для полости из формовочной земли, так чего бы не придать ему сложную форму? Единственное что смущает, а будет ли осколков реально больше? Но на этом форуме скорее всего ни кто мне не скажет. Нужна практика.

            • AK

              Судя по калибру (от 20см и выше), в бомбических пушках просто увеличили толщину стенок чугунной отливки. До этого у корабельных пушек калибр был менее 6 дюймов (желающие могут сами подсчитать вес круглого сплошного снаряда), и для порохового заряда там просто не было места.

              Насечка на баллистике не скажется никак.
              Осколков больше не будет: даже пироксилин давал немного крупных осколков.

              Практикуйте, чё ж

  • Drenkens

    А что можно сказать про такой тип воздушных боеприпасов, как шариковая бомба? Ведь по сути это та жа шрапнель, только сбрасывается с самолета или другого л/а и разрывается на заданной высоте.

    • AK

      Всё таки не совсем так: в шрапнели кинетическая энергия всё таки не за счёт взрыва (вышибного зарада), а за счёт энергии выстрела. Вышибной заряд только освобождает поражающие элементы. Шрапнель по сути «затянутая картеч»

      У шариков же энергия поражающих элементов за счёт вщрыва заряда гл образом.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>