Брандеры в морской войне Часть1 - 13

Паровая пушка Архимеда

Опыт 1978 г.
Яннис Саккас не ограничился зеркалами. Читая книгу Антемия «О чудесных механизмах», он узнал. что среди тех машин, которые Архимед применял против римлян во время трёхлетней осады Сиракуз, была ещё и паровая пушка! В 1978 г. он изготовил её реконструкцию.
Основная часть паровой пушки – металлическая труба, хотя она, в принципе, может быть и деревянной, изготовленной путём сверления достаточно толстого бревна из твёрдой породы дерева.
Казённая часть трубы закрыта очень прочной заглушкой, а с противоположной стороны (т.е. через ствол) в неё вставлен сначала длинный деревянный шомпол диаметром чуть меньше, чем у канала ствола, а потом снаряд (сферический сосуд из керамики, обладающий прочностью, достаточной для того, чтобы он не лопнул от резкого приложения силы в момент выстрела).
Как только труба нагревается до высокой температуры, в неё надо впрыснуть небольшое количество воды. Столько, чтобы она очень быстро (почти мгновенно) превратилась в пар высокого давления, который при помощи шомпола вытолкнет снаряд из ствола. К стволу Саккас прикрепил деревянную планку, чтобы снаряд не выпал, пока давление возрастает до нужной величины.
В опытах Саккаса круглый камень диаметром 6 см вылетал с низкой начальной скоростью (около 31 м/сек) и пролетал всего лишь 30 м. Это в 33 раза меньше, чем те 1000 метров, на которые (по сообщению Антемия) стреляла древняя паровая пушка. Но у Архимеда она была значительно большего размера.
 

Схема паровой пушки Архимеда, построенной Я. Саккасом

Тем не менее, опыты Саккаса доказали: паровая пушка действует, при этом она очень просто устроена.

Опыт 2006 г.
В 6:05 утром 5 ноября 2006 г. тридцать студентов Массачусетского технологического института (МТИ) вместе с экспериментаторами выехали из Кембриджа в арендованном автобусе. Напомню, что американский Кембридж находится рядом с Бостоном. Их разделяет река Чарльз.
За два часа автобус доехал до места испытания двух вариантов реконструкции пушки Архимеда. Один вариант – похожий на тот, что предложил и испытал Яннис Саккас в 1978 г. Другой сделали в Кембридже по рисунку в одной из записных книжек великого итальянца Леонардо да Винчи (он тоже пытался реконструировать пушку Архимеда).
По соображениям безопасности обе пушки помещали в неглубокий шурф, ограждённый шлакоблоками. Реконструкторы и студенты наблюдали за выстрелами, направленными в песчаную насыпь, на экранах мониторов за холмом, в 150 футах (45,7 м) от пушки.
Пушки были изготовлены в масштабе 1 : 5 относительно оригинальной конструкции Архимеда. Их технические характеристики и расчётные показатели были следующие:
длина ствола — 61 см (2 фута);
диаметр канала ствола — 3,81 см (15 дюймов);
объём воды — полстакана (примерно 110 грамм);
расчётное давление пара в момент выстрела — 3500–4000 PSI (фунты на кв. дюйм);
- масса металлического снаряда (шара) — 0,5 кг;
- расчётная начальная скорость — 280 м/с (16,8 км/мин);
- расчётная дальность полёта снаряда – 1200 м;
- коэффициент аэродинамического сопротивления снаряда – 1,1.
Первой испытали пушку конструкции Саккаса, устроенную проще, чем у Л. да Винчи, хотя они используют один и тот же принцип. Из каждой пушки произвели по два выстрела. Обе показали сопоставимые результаты. Время на заряжание пушки и выстрел составило 2 минуты.

Первый вариант пушки Архимеда, построенной студентами МТИ. Деревянная планка позволяет избежать преждевременного вылета ядра

Видеозапись высокоскоростной камерой показала, что в момент вылета из ствола скорость снарядов превышала 300 м/сек (18 км/мин)!
А кинетическая энергия снарядов, по расчётам, составила около 23 000 джоулей — это в 1,3—1,8 раза больше энергии пули калибра 12,7 мм, вылетающей из ствола пулемета Д. Браунинга М2 образца 1933 г. При ударе ядро глубоко вошло в кучу земли, утрамбовав её перед собой до плотности бетона!
Вот какой вывод сделали реконструкторы:
«Мы не знаем, делал ли Архимед всё именно так, как мы, но этот эксперимент показал, что он вполне мог изготовить очень простую, при том мощную паровую пушку, используя технику своей эпохи.

Более того, техническое решение Архимеда настолько простое, эффективное и опасное (!), что мы решили не разглашать подробности».

Действующая модель пушки Архимеда студентов МТИ

Опыт 2018 г.
Через 40 лет после Янниса Саккаса, группа греческих учёных, которой руководил инженер Александрос Ойкономидис, а консультировал Иоргос Саккас, сын Янниса (тоже инженер), провела в пригороде Афин успешное испытание новой реконструкции паровой пушки Архимеда. Оно снова подтвердило верность старого изречения: всё гениальное очень просто.

Ричард Уиндли (Richard Windley) из MTI возле другого варианта паровой пушки Архимеда (См. видеофильм на канале YouTube)
 

Повторю ещё раз. Пушка Архимеда работает за счёт сосуда, способного выдерживать высокое давление. В него заливают воду, под ним разжигают огонь. Пламя нагревает сосуд, в результате чего вода превращается в пар.
По мере повышения температуры давление пара внутри сосуда возрастает. Как только давление достигает необходимого значения, клапан сосуда резко открывают, пар вырывается из сосуда и заставляет снаряд вылететь из ствола с большой скоростью.
Если объём ствола, сосуда и воды увеличить, то пропорционально возрастёт дальность полёта снаряда и сила его удара в цель. Вывод А. Ойкономидиса аналогичен выводу реконструкторов из МТИ!

Часть 2
Часть 3
Часть 4

• Назад