СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОРОХОВЫХ РАКЕТ ПЕРИОДА XVII - XIX ВВ. И.В. КУРБАТОВ

УДК 629.762.2 - 62 - 1 «1668/1848»

Достоверное установление значений основных параметров технических средств - самолетов, автомобилей, турбин и т. д. - имеет важное значение для последующего анализа развития науки и техники. Определение и сравнение параметров технических средств прошлого и настоящего дает возможность не только определить некоторые тенденции развития техники, но и позволяет более достоверно прогнозировать ее развитие.

Определение параметров технических средств с конца XIX в. до настоящего времени представляет собой относительно просто решаемую задачу, так как в этот период научно-технический уровень развития человеческого общества не только предъявлял требования к замеру основных параметров образцов техники, но и позволял найти методы и возможности их измерения, что в конечном итоге находило свое отражение в письменных источниках. Определение же параметров образцов техники более раннего периода, т. е. до конца XIX в., представляет собой решение более сложной задачи. Это связано не только с большой вероятностью утраты самого технического средства или соответствующего письменного источника, но также и с тем обстоятельством, что некоторые параметры не фиксировались или вообще не могли быть определены в то время из-за низкого уровня развития науки и техники.

Значения основных параметров технических средств прошлого, по нашему мнению, можно определить четырьмя способами:

1) путем поиска необходимых данных в письменных источниках;

2) путем получения данных в результате проведения испытаний натурных или смоделированных технических средств, созданных в настоящее время по данным письменных источников.

3) путем получения данных в результате проведения испытаний натурных образцов техники, созданных в прошлом.

4) путем получения данных в результате проведения теоретических исследований и соответствующих расчетов с использованием данных письменных источников.

Каждый способ обладает рядом достоинств и недостатков, которые необходимо учитывать при выборе способа в каждом конкретном случае. Первый способ не всегда дает все необходимые данные. Второй и третий способы не всегда дают, казалось бы, непосредственные значения параметров технических средств, но это, по нашему мнению, не совсем так. Здесь необходимо вводить поправку с учетом уровня развития науки и техники рассматриваемого периода, а также влияния временного фактора старения образцов техники при их хранении. Четвертый способ выгодно отличается от второго и третьего как по материальным затратам, так и по достоверности полученных данных, что достигается путем вариации и выбора значений параметров в процессе проведения исследования.

Рис. 1. V=f(t)

Рис. 2. H=f(t)

Что касается временных затрат на проведение расчетов, то они могут существенно уменьшаться при использовании ЭВМ. Исследование пороховых ракет прошлого в данной работе проводилось по четвертому способу. Расчеты проводились с помощью ЭВМ «М-220». Методика проведения исследования учитывала наиболее вероятно возможные геометрические соотношения ракет рассматриваемого периода, схемы, рисунки, параметры этих ракет.

Последними обычно являлись угол пуска 0, дальность полета ракеты L, ее диаметр, начальный вес х и вес топлива. В систему уравнений движения ракеты (1) [1, с. 258] вводим числовые значения перечисленных величин, кроме величины дальности. Задаемся также величинами тяги порохового двигателя, временем работы его и количеством топлива, если оно не известно из письменных источников:

Величину С_х берем из работы [2, с. 213 - 214] с поправкой на форму и размеры ракет прошлого, см. ниже:

После проведения расчетов на ЭВМ системы уравнений (1) мы получаем значение расчетной величины дальности полета ракет для заданных значений параметров. Если при сравнении величин расчетной и действительной дальностей полета наблюдается их большое расхождение, необходимо несколько изменить величины задаваемых параметров и. введя их в систему уравнений, вновь провести расчет.

После приемлемого совпадения расчетной и действительной дальностей полета ракеты принимаются полученные значения параметров как наиболее соответствующие значения этих параметров в прошлом. Величину удельной тяги порохового двигателя определяем по формуле

величину суммарного импульса - по формуле

В данной работе была исследована 21 ракета восьми стран Европы и Азии, в том числе:

Англия. 3 ракеты В. Конгрева периода 1804 - 1813 гг. (№ 1, 2 - метательного типа и № 3 - зажигательного типа) [6, с. 50; 7, с. 84, 85, 100, 101].

Франция. 4 ракеты периода 1814 - 1830 гг. (№ 4 - шрапнельного типа, № 5 - гранатного типа, № 6, 7 - зажигательного типа) [7, с. 88, 89, 100].

Австрия. 2 ракеты периода 20-х годов XIX в. (№ 8 - гранатного типа, № 9 - шрапнельного типа) [7, с. 80, 86, 87, 89].

Швейцария. 2 ракеты периода 30 - 40-х годов XIX в. (№ 10, 11 - метательного типа) [7, с. 101].

Греция. 1 ракета периода 40-х годов XIX в. (№ 12 - гранатного типа) [7, с. 88, 89, 102].

Индия. 1 ракета периода конца XVIII в. (№ 13 - метательного типа) [4, с. 52].

Пруссия. 2 ракеты К. Гейслера периода 1666 - 1668 гг. (№ 14 и 15) [4, с. 51] и 1 ракета Хольцмана 1730 - 1731 гг. (№ 16) [5, с. 430].

Россия. 3 ракеты А. Д. Засядко периода 1817 г. (№ 17 - 19 - зажигательного типа) [3, с. 29, 30] и 2 ракеты периода 1848 г. Петербургского ракетного заведения (№ 20 и 21 - рикошетного типа) [3, с. 45].

Окончательные результаты расчета сведены в таблицу и по ним построены графики зависимости V = f(t) (рис. 1) и Н = f(L) (рис. 2).

Проведенное исследование показало, что:

1. Предложенный и разработанный способ позволяет определить величины некоторых параметров образцов технических средств прошлого, которые невозможно найти в письменных источниках.

2. Значения величин параметров ракет находятся в следующих пределах: скорость полета 100 - 200 м/с, тяга порохового двигателя 17,7 - 400 кгс, тяга удельная 21,4 - 83 кгс/кг, суммарный импульс 34 - 800 кг x м/с, время работы двигателя 1 - 2,5 с, высота полета до 1000 м, дальность полета до 3500 м.

3. Учитывая почти неизменную технологию изготовления ракет с периода XIII - XIV вв. до периода XVII - XIX вв. (за исключением применения металлического корпуса, что позволило несколько повысить давление в камере сгорания ракет), можно утверждать о достаточно близком примерном соответствии параметров ракет этих периодов.

ЛИТЕРАТУРА

3. Сокольский В. И. Ракеты на твердом топливе в России. М., 1963.

4. Лей В. Ракеты и полеты в космос. М., 1961.

5. Malinowsky L., Bonin R. Geschichte der brandenburgisch-preussischen Artillerie. Munchen, 1853.

6. Hutz J. Die Feldartillerie und ihre Organisation. Munchen, 1853.

7. Schmoelzl J. Erganzungs-Waffenlehre oder Feuerwaffen der Neuezeit. Munchen, 1851.

1. Куров В. Д., Должанский Ю. М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. М., 1961.

2. Лебедев Л. А., Чернобровкин Л. С. Динамика полета беспилотных ЛА. М., 1973.