Перелом (СИ) - Суханов Сергей Владимирович (книги хорошем качестве бесплатно без регистрации txt) 📗
Кардинально проблема была решена, когда мы перешли на вибрационное прессование. В СССР прессование пороховых шашек до внедрения шнековых прессов происходило на гидравлических прессах Круппа, которых в нашем распоряжении не было. Поэтому мы сразу применяли механические прессы, отчего, с одной стороны, прессование шло медленнее, с другой, это позволяло более точно дозировать усилия. И вот, введение в эту схему высокочастотных колебаний дало исключительно однородную и прочную структуру пороховых шашек. Да еще дополнительно, в качестве эксперимента, мы заменили часть динитротолуола на пять процентов дигликоля, чтобы повысить калорийность. Пришлось, конечно, пересчитывать сопло, а то давление в камере сгорания стало высоковатым для старой конструкции, но зато увеличились скорость и дальность полета, а усложнение технологии из-за добавления в рецептуру нового компонента было небольшим — тщательно смешивать ингридиенты к этому времени мы уже научились. К тому же кислородный баланс дигликоля был почти в три раза выше, чем у динитротолуола, так что сгорание в камере двигателя происходило полнее, что и повысило тягу. И мы подумывали совсем заменить динитротолуол на дигликоль — тогда, по идее, эффективность пороха еще повысится — ведь применяемый нами и советскими ракетчиками нитроглицерин имел положительный кислородный баланс, а вот динитротолуол был даже хуже дигликоля, который применяли немцы, хотя те, в свою очередь, не применяли в ракетных порохах нитроглицерин, да и в артиллерийских старались его избегать — кушать им, видите ли, хотелось. Правда, в наших порохах этого динитротолуола было процентов десять-пятнадцать, тогда как у немцев дигликоля было под треть — за счет этого их пороха были хуже по калорийности.
Так что, отставая от советских технологов в производстве длинных шашек, мы опережали их в рецептурах. И в том числе — из-за моих послезнаний. Ведь для меня было естественно, что во многих пиросоставах присутствуют магний и алюминий. Поэтому уже весной сорок второго, когда мы начали применять наши пороха, мы заменили дефицитный централит — производная от мочевины — на окись магния, которая не только так же эффективно стабилизировала пороховые заряды, но и добавила энергетики, так что наши пороха стали более калорийными. СССР принюхивался к новому пороху недолго — Дорогомиловский завод, производивший централит, был эвакуирован и еще не приступил к работе, запасы централита тоже иссякали, поэтому уже с мая сорок второго и в СССР стали применять новый порох марки НМ (нитроглицерин-магний). А мы уже переходили на НМА, с добавлением алюминия, который еще повысил калорийность наших порохов. Мы еще и вазелин заменили на трансформаторное масло — и буква "В" в марках порохов заменилась на "Т" — НТМА.
И наряду с разработкой и освоением новых рецептур, в СССР росли и объемы производства. Так, за последний квартал сорок второго наши только на одном заводе выпустили три тысячи тонн баллиститного пороха. Три. Тысячи. Тонн. За квартал. Только один завод. А это две тысячи кубометров пороха. Для нас это были какие-то умопомрачительные цифры. Мы к этому времени вышли на объемы в пятьсот тонн баллиститного пороха в квартал, или чуть больше трехсот кубов. Большая часть этого пороха шло на заряды для ствольной артиллерии, а на ракеты уходила десятая часть, то есть пятьдесят тонн в квартал. И как-то хватало. Этим порохом можно было снарядить почти пять тысяч ракет. То есть в месяц мы могли сделать полторы тысячи выстрелов по немецким самолетам — часть ракет уходило на тренировочные стрельбы. При среднем расходе три ракеты на самолет мы получали примерно полтысячи сбитых немецких самолетов в месяц — только ракетами, и только сбитыми, а еще сколько-то наверняка были повреждены, но долетели до аэродрома, если не были добиты нашими истребителями. Да, наше производство понемногу увеличивалось — каждый месяц мы добавляли примерно по двенадцать кубометров пороха — восемнадцать тонн, как раз одна новая производственная линия. Из этих дополнительных восемнадцати тонн на ракеты шла едва десятая часть, то есть в месяц мы наращивали производство на полторы сотни ракет, но это все-равно не шло ни в какое сравнение с объемами производства на советских заводах. Ну так мы и не палили реактивными снарядами по площадям за несколько километров — подобные вещи мы делали штурмовиками, а там расход боеприпасов совсем другой — он ведь может стрелять прямой наводкой. Так что хватало. Военные, правда, иногда вспоминали, что "а вот РККА лупит немцев реактивными снарядами", но после встречных вопросов "Вам в квартал пятьдесят тысяч РС или двести тысяч снарядов 85 миллиметров?" каждый раз и однозначно выбирали снаряды для ствольной артиллерии — "ничего, прямой наводкой постреляем". Да и я как-то не готов был размениваться на Катюши, пусть даже с боевой частью калибром в триста миллиметров. Ладно бы сделать Град, с его дальностью под двадцать километров — тут уж маневр огнем дает большие преимущества в купировании прорывов. А дальности в пять-восемь километров, что давала советская реактивная артиллерия, были уже не так актуальны — тут можно и техникой сманеврировать, и натравить стаю истребителей — расход боеприпасов был гораздо меньше, а эффективность — больше.
Глава 8
Внутренняя баллистика двигателей представляла собой отдельную проблему. Сама по себе нитроклетчатка пороха нелетуча, поэтому сгорание пороха происходит слоями. Когда очередной слой нагревается до температур сто-сто двадцать градусов, в нем начинается деполимеризация молекулярных цепей нитроклетчатки. При дальнейшем нагреве до двухсот и выше разрушаются уже эти продукты деполимеризации, и на поверхности появляется жидко-вязкий слой, который начинает испаряться — нитроклетчатка переходит в газовую фазу, которая располагается над жидким слоем пороха. И в этой фазе реакции продолжаются — сначала окислы азота отдают одну молекулу, окисляя углерод и водород, затем, на втором этапе, азот отдает вторую молекулу, полностью восстанавливаясь до молекулярного азота. Причем эти отделения молекул кислорода и их последующее присоединение к углероду и водороду и дают энергию горения — как раз по половине на каждую молекулу.
Чтобы выяснить все эти процессы, наши ученые и лаборанты работали почти год, да и сейчас, в середине сорок третьего, все еще продолжали исследования и, судя по их словам — "там еще лет на пять, если не больше". Ну да, видел я их оборудование. Они даже закатывали в пороховые шашки термопары, чтобы отлавливать температуру на каждом из этапов горения. Ну, уж о хитрых стеклянных и платиновых многосопловых трубках для отбора газов я молчу — их делали чуть ли не сотнями. Да и весь коллектив пороховиков сейчас составлял более тысячи человек. Конечно, это не только сами испытатели, что планировали и ставили опыты, а затем анализировали их результаты, это еще и помогающие им лаборанты, и конструировавшие оснастку технологи, и изготовлявшие ее слесаря и стеклодувы. И это уже не максимальное количество в две с половиной тысячи человек, что трудилось над исследованиями и разработкой технологий летом сорок второго — основная часть технологий была разработана и внедрена в производство, поэтому многих перекинули на другие области исследований, благо методы и подходы одинаковы — что в исследовании и освоении порохов, что моторных масел и прочей химии — смешивай, нагревай, фильтруй, перегоняй да измеряй. Естественно, мы работали в тесной связке с советскими учеными, да что там говорить — на начальном этапе мы только от них и получали формулы, рецепты, методики, и уже потом их апробировали и развивали, так что уже и от нас начал идти в обратную сторону небольшой поток знаний. Надеюсь, пока небольшой — раскочегарились-то наши нехило.
Так вот. Выяснив процессы горения, мы выяснили и условия их стабильного протекания. Прежде всего, для всего процесса горения было важно поддерживать давление в нужном диапазоне. При слишком низком давлении горение затухало или было нестабильным — вторая фаза горения активно проходила только при давлениях больше двадцати атмосфер, а без этого не до конца прореагировавшие продукты просто выносились из двигателя. К тому же при пониженном давлении снижалась не только теплота сгорания, но и теплопроводность газового слоя, отчего поверхность шашки нагревалась менее интенсивно, соответственно, меньше производилось продуктов распада нитроклетчатки, что еще больше снижало интенсивность горения. Но и высокие давления были вредны — порох сгорал слишком быстро. Это в артиллерийских системах были нужны давления в сотни атмосфер, чтобы успеть придать снаряду высокую скорость, а значит успеть полностью, всем зарядом сгореть еще в канале ствола, до того, как выбросит наружу — у нас были курьезные случаи, когда мы на волне первых успехов попытались заменить в гаубичных зарядах порох единообразными фракциями — что для больших, что для малых зарядов. Да, когда стрельба идет на больших зарядах, трубчатый порох вполне подходит — его соломки быстро создают очень высокое давление, при котором сгорание еще больше ускоряется. Ну и для чего, спрашивается, в малых зарядах нужен пластинчатый порох? Заменим его трубчатым, и это сэкономит нам несколько производственных линий. Нифига. Когда из ствола вслед за снарядом вылетели и догоравшие трубки пороха, мы первые три секунды смотрели друг на друга с немым удивлением. Ну, пока кто-то не крикнул "Ложись!" — снаряд, получивший совсем небольшую скорость, плюхнулся метрах в пятидесяти и на наше счастье не взорвался. Тут-то до всех сразу и дошло, зачем в малых зарядах применяли порох мелких фракций. Пустого объема-то в гильзе на таких зарядах много, и чтобы порох сразу создал большое давление, нужна большая поверхность сгорания. И трубки тут никак не подходят — пока они начнут гореть, пока создадут давление, а снаряд уже начнет двигаться, увеличивая объем камеры сгорания — вот трубкам и не хватило давления, чтобы гореть быстро. Это еще хорошо, что они все-таки смогли врезать снаряд в нарезы, протолкнуть его через ствол и выпихнуть наружу — а то тот так бы и остался внутри. Век живи — век учись.
