Ускорители пушечного типа – история развития. Часть 1. Впервые идею об использовании пушки для полета на околоземной орбите выдвинул И.Ньютон в труде «Математические начала натуральной философии» в 1687-ом году. Потом эта идея была развита Жюль Верном в фантастическом романе «С Земли на Луну» в 1865 г.     Совершенно очевидно, что этот способ  не приемлем  для запуска людей в Космос. Учитывая предел выносливости человека, длина такой катапульты должна быть как минимум 270 км. При этом, ее пришлось бы располагать горизонтально на Земле, что было бы крайне неудобно для полета снаряда, который вынужден в этом случае проходить всю толщу атмосферы вдоль, а не поперек. Для традиционных пороховых пушек предел скорости снаряда определяется скоростью истечения пороховых газов, что связано с  калорийностью топлива и молекулярной массой  газа. Для бездымного пороха на основе пироксилина это примерно 2000 м/с [1]. Уже в 1916 году было сконструировано сверхдальнобойное орудие «Коллосаль», которое могло отправлять снаряды весом 120 кг (заряд взрывчатки 7 кг) калибром 210 мм со скоростью  1578 м/с на расстояние 120 км, что очень близко к пределу совершенства таких орудий – 1700 м/с [1].  Длина ствола составила 34 метра, вес ствола 138 тонн, масса платформы-лафета — 256 т, общая масса артустановки — 750 т. Масса порохового заряда составила 250 кг [2]. Особенность полета снаряда заключалась в том, что его траектория проходила через стратосферу на высоте до 40 км. К недостаткам работы орудия нужно отнести сильную эрозию ствола после каждого выстрела.      Рекорд скорости пороховых пушек был получен в рамках экспериментальной программы HARP (High Altitude Research Program) под руководством д-ра Д.Бюлля. 19 ноября 1966 года суборбитальный снаряд «Martlet 2C» получил начальную скорость 2100 м/с, и достиг высоты 180 км. Для этого использовалось орудие весом в 125 тонн, длиной ствола 36 метров, калибром 406 мм и весом 125 тонн [3]. Диаметр подкалиберного  снаряда  130 мм, его длина 1,7 метра. Полезная нагрузка снаряда составляет 84 килограмма, общий вес вместе с выстрелом — приблизительно 190 килограммов [3][4,с.122]. В дальнейшем планировалось оснастить снаряды твердотопливным  реактивным двигателем (ТРТ), чтобы они могли выводить полезную нагрузка на орбиту, но программа была закрыта по финансовым и политическим причинам.       В 1928 году коллектив исследователей из немецкого «Общества космических путешествий», Макс Валье, Вилли Лей, Гвидо фон Пирке и Герман Оберт предложили идею «лунной пушки» . Это было многокаморное орудие , в которой при прохождении снаряда  дополнительные боковые камеры с порохом давали бы «дополнительный импульс», что по мысли авторов позволило бы преодолеть предел скорости снаряда, связанный со скоростью пороховых газов [5][6].  Надо отметить, что эта идея далеко не новая. Принцип многокаморности был изобретён в 1864 году французским инженером Перро (Louis-Guillaume Perreaux, "Système de charge à longue portée pour arme de chasse, de guerre et grosse artillerie de terre et de mer dit Canon Perreaux/ FR patent 6557, ", published 20 December 1864) в проекте так называемой «теоретической пушки» и продемонстрирован на всемирной выставке в 1878 г. [7][8]. Одновременно этот принцип был запатентован в США (Lyman A.S.  Improvement in accelerating-guns / US Patent 200740, 1878), и уже в 1879 году американцы Лайман и Хаскель  воплотили пушку Перро в металле. Применив обычный дымный (чёрный) порох, получили максимальную скорость снаряда около 335 м/c, что не превышало скорость снаряда обычной, простой пушки Армстронга - 340 м/с [9]. Им так и не удалось решить проблему синхронного последовательного воспламенение камер из-за прорыва газов, из за чего заряды срабатывали прежде времени.  Другим недостатком  является  его  сложность как в изготовлении, так и использовании.                             Тем не менее, идея все время «витала в воздухе», и проект многокамерного орудия разрабатывался во Франции в ответ на бомбардировки Парижа [10]. При захвате Франции архив проекта попал в Германию,  и дал начало проекту Августа Кондерса V-3, (Vergeltungswaffe 3, Tausendfüßler, Hochdruckpumpe) в 1943 году. Проблема прорыва газов решалась тем, что за дном остроконечного подкалиберного снаряда (110 мм) помещался поршень, который надежно запирал сгорающие газы. В первоначальном проекте ствол пушки калибра 150 мм составлялся из 32 промежуточных звеньев,  имел общую длину 140 метра и общий вес 76 тонн. Промежуточное звено длиной 3,48 метра имело с обоих сторон камеры для дополнительных зарядов пороха, камеры сначала располагались под углом 90о  . Масса снаряда 140 кг, заряд взрывчатки 25 кг,  длина снаряда 3,3 метра. В начальной, первой камере содержалось 4,5 кг пороха, в боковых разгонных по 4,7 кг. Они должны были срабатывать по мере разгона снаряда, придавая ему начальную скорость 1500 м/с, расчетную дальность 160 км. Испытания орудия дали более скромные результаты: начальная скорость 1100 м/с , дальность  80-90 км. [11].               В укороченном варианте длина ствола калибра 150 мм составила 50 метров, вес орудия 28 тонн . В  основной камере помещалось 5 кг пороха, вдоль ствола под углом 45О размещались дополнительно 24 камеры сгорания, разгонные ракетные ускорители с общей массой топлива 73 кг. Их работа инициировалась электрическим зажиганием при прохождении снаряда. Эта система разгоняла снаряд весом 97 кг до скорости 935 м/с, дальность 50 км Другое подобное орудие весом 22 тонны показало результат 884 м/с[12][13][14]. Это достаточно скромная скорость для орудий на бездымном порохе. Главное преимущество таких систем заключается в  распределении давления вдоль длины ствола, что для дальнобойных орудий позволяет снизить  эрозию ствола, и увеличить их скорострельность и срок жизни.  Предполагалось, что батарея из 50 орудий, размещенная на берегу Па-де-Кале будет забрасывать Лондон со скоростью десять снарядов в минуту.   Однако, она была разбомблена специальными бомбами повышенной мощности, а отдельное применение таких орудий на континенте дало незначительный эффект.  Не говоря о его сложности в изготовлении, для его обслуживания нужна целая  команда обслуживающего персонала. Сложность конструкции приводила также к частым авариям, в частности из-за  сбоя в синхронизации горения ускоряющих зарядов. Поток газов из дополнительных камер под углом 90о  могут вызывать вихри газа, которые приводят к эрозии ствола  и взрыву[15], из за чего пришлось изменить угол наклона камер  до  45о   .    В целом, орудия такой конструкции не дают никаких преимуществ по сравнению с обычными [15]. Это относится также и к  максимально достижимой скорости снаряда. И это не случайно, так как дополнительные камеры не дают ни какого «дополнительного» импульса, а просто создают избыточное, сверхкритическое давление, при котором у газа нет возможности совершить работу при адиабатическом расширении. Скорость истечения газа в этом случае не может превышать критическую. Она определяется температурой газа в стволе, и для пироксилинового пороха здесь  составляет около 1100 м/с [1].   Эксперты предполагают, что идею дополнительных последовательно воспламеняемых разгонных зарядов в стволе мог использовать Дж. Бюлль в своем печально известном проекте «Большой Вавилон»: орудие калибром 1000 мм и длиной 160м. Были также его вариации: калибром 600 мм и длиной 60м, калибром 350 мм и длиной 30м и 46м.  В стволе «Большого Вавилона» планировалось разместить 15 кольцевых промежуточных зарядов, которые инициировались уникальными пневматическими датчиками, которые возможно представляли из себя прецизионные конденсаторы.  Орудие «Большой Вавилон» весом 1665 тонн должно было обеспечить скорость снаряда массой 2000 кг до 2400 м/с [16][17][18]. Возможный вариант этой идеи равномерного распределения давления в стволе орудия был донный газогенератор – удлинённый заряд пороха, который крепился ко дну снаряда  [19][20]. Д.Бюлль занимался идеей распределения заряда в стволе орудия с 1967 года [21]. Для повышения скорости полета в свое время также разрабатывались снаряды в прямоточным реактивным двигателем (активно- реактивный снаряд, АРС), как в Германии, так и в СССР [22][23]. Снаряды В.Троммсдорффа калибром 210 мм и массой 90 кг  в 1943 году достигли скорости 1500 м/с и дальности полета 200 км, имея на борту всего 9 кг топлива – сероуглерод. Недостаток этого принципа заключается в том, что дальнобойный снаряд взлетает по достаточно крутой траектории, когда сильно меняется плотность воздуха.Это сильнейшим образом сказывается на работе двигателя, и не позволяет использовать топливо АРСа оптимальным путем. В СССР велись похожие работы с АРСами, которые использовали в качестве топлива фосфор [23][24].   Для повышения скорости снаряда в 1944 году И.Стрежнев предложил достаточно экзотическое орудие «кратного действия», где разгоняемый снаряд с патроном является как бы «новой пушкой» [25].            Судя по всему, это просто вариант распределения зарядов в стволе, который принципиально не может дать скорость большую, чем скорость пороховых газов. Ускорители пушечного типа – история развития. Часть 2. ССЫЛКИ. 1.   Стрежнев И. Предел скорости артиллерийских снарядов. http://ivanstrezhnev.appspot.com/3/3.html 2. «Парижская пушка» кайзера Вильгельма. Оружие и военная техника: от каменного топора до межконтинентальных ракет… http://proorujie.com/parizhskaya-pushka.html    3. «Космические» снаряды Джеральда Бюлля. http://www.xliby.ru/istorija/bitva_za_zvezdy_2_kosmicheskoe_protivostojanie_chast_ii/p6.php  4. Александр Железняков. Секреты американской космонавтики. М.Эксмо:2012 http://www.twirpx.com/file/1198255/  5. Макс Валье. Полет в мировое пространство. Берлин, изд. Ольденбург: 1930. http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/valier/2-3.html  6. Encyclopedia Astronautica. Valier-Oberth Moon Gun. http://www.astronautix.com/lvs/valongun.htm  7. Fernand Leroyer. Livre numérique L.G Perreaux, L’inventeur de la “moto” et...!!!.Société des écrivains. 2013. http://librairie.immateriel.fr/fr/read_book/9782342001945/file0002 8. ALMENECHES.PERREAUX.VENDEL... http://alifer61.blogspot.ru/2008/09/1864-le-canon-perreaux.html  9. Report of the Chief of Ordnance to the Secretary of War. 1884. http://en.wikipedia.org/wiki/James_Richard_Haskell  10. The Illustrated encyclopedia of 20th century weapons and warfare 14. Milwaukee: Purnell Reference Books. p. 1566.  http://en.wikipedia.org/wiki/V-3_cannon#cite_note-22  11. Шумилин С.Э. Супердальнобойные пушки. http://www.nauka-tehnika.com.ua/nt/article/superdalnoboinye-pushki?page=show  12. V-3 cannon. http://en.wikipedia.org/wiki/V-3_cannon Encyclopedia Astronautica. http://www.astronautix.com/lvs/v3.htm  13.  Козырев М. «Необычное оружие третьего рейха». М.:Центрполиграф 2008, С.384 14. V-3 cannon. http://www.triposo.com/poi/V-3_cannon  15.  Гальвиц У. Артиллерийские пороха и заряды. Ред. Снитко К.К. М.Оборонгиз: 1950, С.162               16.  Владимир Таегян. Крах «Большого Вавилона».Аэропорт №10 (27) октябрь 2006. http://www.rimv.ru/aeroport/27_pushka.htm  17. "Из пушки на Луну", ФАУ-3 и "Проект Вавилония". http://don-katalan.livejournal.com/431639.html  18. Encyclopedia Astronautica. Babylon Gun. http://www.astronautix.com/lvs/babongun.htm  19. Project Babylon. http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Babylon  20. Mara Schade. Пушки Джеральда Бюлля. http://samlib.ru/s/schade_m/bulle.shtml  21. J. Bull.  Multiple point ignition in HARP guns. Ballistic Research Laboratories, Match 1967 http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/654370.pdf 22. Александр Широкорад, Олег Макаров. СНАРЯД С РАКЕТНЫМ СЕРДЦЕМ. Популярная механика. http://www.popmech.ru/article/10927-snaryad-s-raketnyim-serdtsem  23. Победоносцев Ю.А. О ПЕРВЫХ ИСПЫТАНИЯХ В ПОЛЕТЕ ПРЯМОТОЧНЫХ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/izist/pob.html  24. Роман Джерелейко. Рождение активно-реактивного снаряда АРС. http://topwar.ru/17630-rozhdenie-aktivno-reaktivnogo-snaryada- ars.html  25. Стрежнев И. Конструктивное оформление артиллерийских орудий кратного действия с одновременным взрывом зарядов. http://ivanstrezhnev.appspot.com/5/5.html 
                                                                                             Ускорители пушечного типа – история развития. Часть 2.