Рис. 75. Цилиндрическое зерно пороха; его поверхность горения резкоуменьшается
Рис. 76. Лента пороха; ее поверхность горения уменьшается незначительно
Значительно лучше трубчатая форма (рис. 77).
При горении зерна такого пороха его общая поверхность почти не изменяется, так как трубка горит одновременно изнутри и снаружи. Насколько уменьшится поверхность трубки снаружи, настолько же за это время она увеличится изнутри.
Правда, трубка горит еще с концов, и длина ее уменьшается. Но этим уменьшением можно пренебречь, так–как длина пороховых "макарон" во много раз больше их толщины.
Значит, можно считать, что изменения величины горящей поверхности здесь почти не происходит. Горение трубчатого пороха дает почти равномерный приток газов. Но этого еще недостаточно: нужен возрастающий приток.
Возьмем цилиндрический порох с несколькими продольными каналами внутри каждого зерна (рис. 78).
Снаружи поверхность цилиндрика при горении уменьшается.
А так как каналов несколько, то увеличение внутренней поверхности происходит быстрее, чем уменьшение наружной.
Стало быть, общая поверхность горения возрастает. А это означает, что приток газов увеличивается. Давление как будто не должно падать.
Рис. 77, Трубчатый порох; его поверхность горения почти не уменьшается
Рис. 78. Зерно пороха с семью каналами; его поверхность горения увеличиваетсядо момента распада зерна
На самом деле это не так.
Посмотрим на рис. 78. Когда стенка зерна прогорит, оно распадется на несколько кусков. Поверхность этих кусков по мере горения неизбежно уменьшается, и давление резко падает.
Выходит, что и при этой форме зерна мы не получим постоянного увеличения притока газов по мере горения.
Приток газов будет увеличиваться только до распада зерен.
Вернемся к трубчатому, "макаронному" пороху. Покроем наружную поверхность зерна таким составом, который сделал бы ее негорючей (рис. 79).
Тогда зерна будут гореть только изнутри, по внутренней поверхности, которая при горении увеличивается. Значит, и приток газов будет увеличиваться с самого начала горения и до конца.
Здесь распада зерен не может быть.
Такой порох называется "бронированным". Его наружная поверхность как бы забронирована от воспламенения.
Рис. 79. Трубчатый "бронированный" порох; его поверхность рорения непрерывно увеличивается до конца горения
До некоторой степени это можно осуществить, например, с помощью камфоры, понижающей горючесть пороха. Вообще же брск нирование пороха – дело нелегкое, и полного успеха здесь еще не достигнуто.
При горении бронированного пороха можно добиться постоянного давления в канале ствола орудия.
Горение, при котором приток газов увеличивается, называется прогрессивным, а горящие таким образом пороха – прогрессивными.
Из рассмотренных нами порохов действительно прогрессивным является только бронированный порох.
Однако это отнюдь не умаляет достоинств применяемых ныне цилиндрических порохов с несколькими каналами. Нужно лишь умело подбирать их состав и размеры зерен.
Можно добиться прогрессивного горения и другим путем, например путем постепенного увеличения скорости горения пороха.
Таким образом, имеет значение не только форма, но и состав и скорость горения зерен пороха.
Подбирая их, мы управляем процессом горения и распределением давления в канале ствола артиллерийского орудия.
При выборе зерен соответствующего размера, состава и формы можно избежать резкого скачка давления и более равномерно распределить давление в стволе; при этом снаряд будет вылетать из ствола с наибольшей скоростью и с наименьшим вредом для орудия.
Правильно подобрать состав, форму и размеры зерен нелегко. Эти вопросы рассматриваются в специальных разделах артиллерийской науки: в теории взрывчатых веществ и внутренней баллистике.
Исследованием горения порохов занимались великие сыны нашей Родины – ученые М. В. Ломоносов и Д. И. Менделеев.