К вопросу о параметрах Обуховских орудий 305/30 и 305/35

В известных мне источниках я не сумел найти достаточно полную информацию об артиллерии главного калибра тех броненосцев, которые были на вооружении РИФ в конце XIX века. Особенно меня интересуют орудия 12/20, 12/30 и 12/35. Орудие 12/40 меня тоже интересует, но оно принадлежало к «новому поколению», имело «двойную камору», и видимо поэтому попытки обсчитать его подобно другим орудиям к успеху не привели, поэтому и говорить о нем я не стану.

Попробуем восстановить эту «недостачу», предположив расчетом, какие могли бы быть у них параметры.

Вот какую информацию приводит Широкорад:
Орудие 12/20:
Калибр 12 дюймов
Длина ствола — 60,96 дециметра
Длинна сверления — 51,69 дм (здесь и далее под сокращением «дм» я подразумеваю «дециметры»)
Длинна нарезной части — 37,9дм
Объем каморы — нет данных
Длинна каморы — 13,8 дм
Диаметр каморы — 3,15 дм
Вес снаряда — 301кг
Вес заряда — 118,7кг

Орудие 12/30:
Калибр 3,054 дециметра
Длина ствола — 91,44 дм
Длинна сверления — 82,17 дм
Длинна нарезной части — 62,30дм
Объем каморы — нет данных
Длинна каморы — 14,15 дм
Диаметр каморы — нет данных
Вес снаряда — 331,7кг
Вес заряда — 122кг

Орудие 12/35:
Калибр 12 дюймов
Длина ствола — 107 дм
Длинна сверления — 97,7 дм
Длинна нарезной части — нет данных
Объем каморы — нет данных
Длинна каморы — нет данных
Диаметр каморы — нет данных
Вес снаряда — 331,7кг
Вес заряда — 154кг
Данных, как мы можем видеть, крайне недостаточно.  Но давайте попробуем проанализировать имеющиеся данные:

Разница между длинами орудий 12/20 и 12/30 — 3 метра 48 мм.
Разница между длинами сверленой части орудий 12/20 и 12/30 — 3 метра 48мм.
Разница между длинами орудий 12/30 и 12/35 — 1 метр 600мм.
Разница между длинами сверленой части орудий 12/30 и 12/35 — 1 метр 600мм.

А вот длина нарезной части орудий длиной в 20 кал и в 30 кал отличаются друг от друга на 2м 440мм — очевидно, это связано с изменением длины применяемых снарядов.

Поскольку орудия 12/30 и 12/35 проектировались под одни и те же снаряды 331,7кг, можем предположить, что и длина нарезной части изменилась тоже на 1м 600мм, т.о.  длина нарезной части орудия 12/35 может составить 77,83дм.

Исходя из предположения, что диаметр камеры пушек 12/30 остался тем же, что и у орудий в 20 калибров — 315мм, получаем следующие результаты:

Орудие 12/20:
объем каморы 107,49дм3
Плотность заряжания 1,104кг/дм3
Орудие 12/30:
объем каморы 110,22дм3
Плотность заряжания 1,107кг/дм3

Вполне правдоподобные результаты! Орудия, спроектированные под один и тот же сорт пороха, имели весьма схожие параметры заряжания.

Строим предположения дальше:

если орудие 12/35 проектировалось под тот же сорт пороха, то для 154кг пороха объем каморы должен составить 138,6 дм3.

Далее. Для орудий 12/35 около 1900г были введены заряды бездымного пороха весом всего лишь в 68,8кг, «обеспечивавшие ту же баллистику». Очевидно, что навеска пороха подбиралась намеренно заниженной, для обеспечения ровно той же дульной скорости.

Попробуем проверить наши предположения, определив скорость снаряда по таблицам ГАУ:

Плотность заряжания при объеме каморы в 138,6 дм3 и с массой заряда в 68,8кг составит 0,4964.

Справочник по внутренней баллистике, Таблица 1.1 сообщает нам, что плотность заряжания в 0,31 оптимальна при давлении в 1000 атм, а плотность заряжания в 0,56 оптимальна при давлении в 2000 атм.

Расчитаем скорость снаряда весом в 331,7кг при указанных параметрах заряжания и давлениях от 1800 до 1600атм (далее, к сожалению, таблицы не идут):

1800 атм: 676м/с
1700 атм: 663м/с
1600 атм: 642,7м/с

Расчетная скорость в 642,7м/с прекрасно соотносится с данными, приведенными Широкорадом о дульной скорости этого орудия в 637м/с. (ошибка 0,89%)

Таким образом, предположения можно считать обоснованными.

Параметры орудий, которые можно брать для АИшных манипуляций, следующие:

Орудие 12/20:
Длина нарезной части: 37,9дм
Объем каморы: 107,5дм3
Приведенная длина каморы: 13,9кал.

Орудие 12/30:
Длина нарезной части: 62,3дм
Объем каморы: 110,2дм3
Приведенная длина каморы: 14,3кал.

Орудие 12/35:
Длина нарезной части: 77,8дм
Объем каморы: 138,6дм3
Приведенная длина каморы: 17,9кал.

Расчитаем, далее, баллистические характеристики орудия 12/35 могли бы быть при заряжании его навеской пороха, бОльшей, чем в реале:

при навеске пороха 77,6кг (плотность заряжания 0,56) и давлении  2000атм дульная скорость составит 711м/с при снаряде 331,7кг и 607м/с при снаряде 455кг.

при навеске пороха 88,7кг (плотность заряжания 0,64) и давлении  2500атм дульная скорость составит 776м/с при снаряде 331,7кг и 662м/с при снаряде 455кг.

при навеске пороха 99,8кг (плотность заряжания 0,72) и давлении  3000атм дульная скорость составит совсем неправдоподобные величины, которые и приводить-то стыдно.

А  при 2500 атм дульные скорости получается не намного меньше, чем у орудия 12/40 (792м/с при 331,7кг снаряде), что, в принципе, довольно правдоподобно: добавив 11кг  пороха (+12,5%) и увеличив длину ствола на 1/8, получим приращение дульной скорости на 16м/с (2%), а дульной энергии на 4%.

Широкорадом также приводятся следующие данные:  при заряжании 12/35 пушки зарядом 102,4 кг начальная скорость составила 786м/с при давлении 2535атм, то есть на 10м/с выше, чем в рассмотренном мной случае и на 6м/с ниже, чем у орудия 12/40 при заряде в 100кг. К сожалению, таблицы ГАУ не содержат данных о расчетных скоростях при такой плотности заряжания и таком относительном пути снаряда, но в целом, как мы можем видеть, полученные расчетные данные, проведенные при массе предположений, весьма близки к результатам, полученным в реальных испытаниях, видимо предположения не далеки от истины.

Почему в моих расчетах при навеске пороха в 88кг давление получилось в 2500 атм, а в реальном испытании при навеске пороха в 102кг давление получилось в 2535 атм? Могу предположить, что связано это с далеко не новым состоянием орудий, участвовавших в экспериментах, в то время как мои расчеты, взятые по таблицам ГАУ, предполагают нормальное состояние канала ствола, без учета разгара.

Сможет ли орудие 12/35 выдерживать рабочее давление в 2500 атм при бездымном порохе — вопрос открытый. Однажды на испытаниях оно выдержало даже и бОльшее давление при бОльшей навеске пороха, но сколько выстрелов смогут сделать эти старые пушки при подобных параметрах заряжания — судить сложно.

Вы, конечно, можете возразить, что в орудиях под дымный порох рабочее давление было обычно значительно выше, но простите, там оно концентрировалось возле казенной части и быстро падало к дулу, а при применении бездымных порохов  давление снижается менее быстро за более долгого горения пороха, то есть пушку порвало бы не в казенной части, казенная-то выдержит, а вот где-то ближе к середине длины или у дула может и порваться.

А может и не порваться, особенно если предположить, что орудия будут подвергнуты «капремонту» путем лейнирования «весьма хорошей сталью».

График изменения давления в стволе орудия, черный порох